przegląd 2013 - przeglad.komunikacyjny.pwr.wroc.pl i DTP: Drukarnia A-Zet, 52-131 Wrocław, ul....

40
Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej. Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie. Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji górniczej. Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU. Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiarów inklinometrycznych oraz analiz numerycznych. UKAZUJE SIĘ OD 1945 ROKU przegląd komunikacyjny 2013 rocznik LXVIII cena 29,40 zł w tym 5% VAT 3 miesięcznik naukowo-techniczny stowarzyszenia inżynierów i techników komunikacji RP ISSN 0033-22-32 Zimowa szkoła mechaniki górotworu i geoinżynierii

Transcript of przegląd 2013 - przeglad.komunikacyjny.pwr.wroc.pl i DTP: Drukarnia A-Zet, 52-131 Wrocław, ul....

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznych

UKAZUJE SIĘ OD 1945 ROKU

przeglądkomunikacyjny

2013rocznik LXVIIIcena 2940 zł w tym 5 VAT

3miesięcznik naukowo-techniczny stowarzyszenia inżynieroacutew i technikoacutew komunikacji RP

ISSN0033-22-32

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Podstawowe informacje dla Autoroacutew artykułoacutewbdquoPrzegląd Komunikacyjnyrdquo publikuje artykuły związane z szeroko rozumianym transportem oraz infrastrukturą transportu Obejmuje to zagadnienia techniczne ekonomiczne i prawne Akceptowane są także materiały związane z geografią historią i socjologią transportu

W celu usprawnienia i przyspieszenia procesu publikacji prosimy o zastoso-wanie się do poniższych wymagań dotyczących nadsyłanego materiału1 Tekst artykułu powinien być napisany w jednym z ogoacutelnodostępnych progra-

moacutew (na przykład Microsoft Word) Wzory i opisy wzoroacutew powinny być wkom-ponowane w tekst Tabele należy zestawić po zakończeniu tekstu Ilustracje (ry-sunki fotografie wykresy) najlepiej dołączyć jako oddzielne pliki Można je także wstawić do pliku z tekstem Możliwe jest oznaczenie miejsc w tekście w ktoacuterych autor sugeruje wstawienie stosownej ilustracji lub tabeli Obowiązuje odrębna numeracja ilustracji (bez rozroacuteżniania na rysunki fotografie itp) oraz tabel

2 Całość materiału nie powinna przekraczać 12 stron w formacie Word (zalecane jest 8 stron) Do limitu stron wlicza się ilustracje załączane w odrębnych plikach (przy założeniu że 1 ilustracja = frac12 strony)

3 Format tekstu powinien być jak najprostszy (nie stosować zroacuteżnicowanych styli justowania dzielenia wyrazoacutew podwoacutejnych i wielokrotnych spacji itp) Dopusz-czalne jest pogrubienie podkreślenie i oznaczenie kursywą istotnych części tek-stu a także indeksy goacuterne i dolne Nie stosować przypisoacutew

4 Nawiązania do pozycji zewnętrznych - cytaty (dotyczy roacutewnież podpisoacutew ilu-stracji i tabel) oznacza się numeracją w nawiasach kwadratowych [] Numeracja odpowiada zestawieniu na końcu artykułu (oznaczonego jako bdquoMateriały źroacutedło-werdquo) Zestawienie powinno być ułożone alfabetycznie Nie należy zamieszczać informacji o materiałach źroacutedłowych w przypisach

5 Jeżeli Autor wykorzystuje materiały objęte nie swoim prawem autorskim powi-nien uzyskać pisemną zgodę właściciela tych praw do publikacji (niezależnie od podania źroacutedła) Kopie takiej zgody należy przesłać Redakcji

Po akceptacji ZGŁOSZENIA PUBLIKACJI należy dosłać artykuł (bez danych identyfikujących autora) z materiałami dodatkowymi takimi jak tabele ilustracje (wkomponowane w tekst lub w oddzielnych plikach) oraz bdquoOświadczenie Autora korespondencyjnegordquo Do przygotowania załącznikoacutew można wykorzystać pliki (do pobrania ze strony przegladkomunikacyjnypwrwrocpl)

bull bdquoWzoacuter artykułurdquo ndash plik edytora Word ktoacutery może być podstawą formatowa-nia własnego artykułu

bull bdquoOświadczenie Autora korespondencyjnegordquoDodatkowo można skorzystać z następujących plikoacutew

bull Przyład zgłoszenia artykułu i bdquoPrzykładowy artykuł w wersji nadesłanej przez Autorardquo ndash prosimy o przygotowanie własnego materiału w zbliżonej formie

bull bdquoPrzykładowy artykuł w wersji publikowanej w Przeglądzie Komunikacyj-nymrdquo ndash jest to ta sama pozycja jak w pliku wyżej z tym że już po składzie i druku prosimy o poroacutewnanie obu wersji

UwagaDuże rozbieżności pomiędzy nadesłanym materiałem a powyższymi wymagania-mi spowodują odesłanie całości do autoroacutew z prośbą o autokorektę

W przypadku pytań prosimy o kontakt redakcjaprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Artykuły wnoszące wkład naukowy podlegają rozbudowanym procedurom re-cenzji merytorycznych zgodnie z wytycznymi MNiSW co pozwala zaliczyć je po opublikowaniu do dorobku naukowego (z punktacją przyznawaną w toku oceny czasopism naukowych ndash aktualnie są to 4 punkty)1 Do oceny każdej publikacji powołuje się co najmniej dwoacutech niezależnych recen-

zentoacutew spoza jednostki2 W przypadku tekstoacutew powstałych w języku obcym co najmniej jeden z recen-

zentoacutew jest afiliowany w instytucji zagranicznej innej niż narodowość autora pracy

3 Rekomendowanym rozwiązaniem jest model w ktoacuterym autor(zy) i recenzenci nie znają swoich tożsamości (tzw double-blind review process)

4 W innych rozwiązaniach recenzent musi podpisać deklarację o nie występowa-niu konfliktu interesoacutew za konflikt interesoacutew uznaje się zachodzące między re-cenzentem a autorema) bezpośrednie relacje osobiste (pokrewieństwo związki prawne konflikt)b) relacje podległości zawodowejc) bezpośrednia wspoacutełpraca naukowa w ciągu ostatnich dwoacutech lat poprzedzają-

cych przygotowanie recenzji5 Recenzja musi mieć formę pisemną i kończyć się jednoznacznym wnioskiem co

do dopuszczenia artykułu do publikacji lub jego odrzucenia6 Zasady kwalifikowania lub odrzucenia publikacji i ewentualny formularz recen-

zencki są podane do publicznej wiadomości na stronie internetowej czasopisma lub w każdym numerze czasopisma

7 Nazwiska recenzentoacutew poszczegoacutelnych publikacjinumeroacutew nie są ujawniane raz w roku (w ostatnim numerze oraz na stronie internetowej) czasopismo poda-je do publicznej wiadomości listę recenzentoacutew wspoacutełpracujących

Szczegoacuteły powyższych procedur dostępne są na stronie internetowej MNiSW

Artykuły pozostałe podlegają recenzjom merytorycznym jednego recenzenta (ewentualnie spoza jednostki) Proces ich publikacji jest szybszy Autorom nie przy-sługuje punktacja do dorobku naukowego

Przygotowany materiał powinien obrazować własny wkład badawczy autora Re-dakcja wdrożyła procedurę zapobiegania zjawisku Ghostwriting (z bdquoghostwritingrdquo mamy do czynienia woacutewczas gdy ktoś wnioacutesł istotny wkład w powstanie publi-kacji bez ujawnienia swojego udziału jako jeden z autoroacutew lub bez wymienienia jego roli w podziękowaniach zamieszczonych w publikacji) Tekst i ilustracje muszą być oryginalne i niepublikowane w innych miejscach (w tym w internecie) Możli-we jest zamieszczanie artykułoacutew ktoacutere ukazały się w materiałach konferencyjnych i podobnych (na prawach rękopisu) z zaznaczeniem tego faktu i po przystosowa-niu do wymogoacutew publikacyjnych bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo

Redakcja nie zwraca nadsyłanych materiałoacutew Na życzenie możliwa jest autoryzacja materiału przygotowanego do drukuAutorzy otrzymują bezpłatnie numer w ktoacuterym ukazała się ich publikacjaKorespondencję inną niż artykuły do recenzji prosimy kierować na adres listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Artykuły publikowane w bdquoPrzeglądzie Komunikacyjnymrdquo dzielimy na bdquownoszące wkład naukowy w dziedzinę transportu i infrastruktury transporturdquo i bdquopozostałerdquo Prosimy Autoroacutew o deklarację do ktoacuterej grupy zaliczyć ich prace Materiały do publikacji należy przesyłać w formie elektronicznej na adres redakcji artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Pierwszym krokiem jest przesłanie ZGŁOSZENIA PUBLIKACJI (do pobrania ze strony przegladkomunikacyjnypwrwrocpl) W zgłoszeniu należy podać imię i nazwisko autora adres mailowy oraz adres do tradycyjnej korespondencji miejsce zatrudnienia zdjęcie (w przypadku większej liczby autoroacutew konieczne są dane o wszystkich osobach oraz wskazanie autora korespondencyjnego) tytuł artykułu oraz streszczenie i słowa kluczowe (te informacje także w języku angielskim) Konieczna jest także deklaracja czy artykuł ma być zaliczony do grupy bdquownoszących wkład naukowyrdquo czy bdquopo-zostałerdquo Artykuły mogą być napisane w języku angielskim Możliwe jest przesłanie od razu całego artykułu (zgłoszenie + artykuł + oświadczenie Autora opracowanych według zasad jak niżej)

Na podstawie ZGŁOSZENIA PUBLIKACJI Kolegium Redakcyjne podejmuje decyzję odnośnie zaproszenia Autora do nadesłania artykułu lub sugeruje przesłanie do innego czasopisma

Redakcja pisma oferuje objęcie patronatem medialnym konferencji debat seminarioacutew itphttpprzegladkomunikacyjnypwrwrocplpatronhtmlPatronat obejmuje

bull ogłaszanie przedmiotowych inicjatyw na łamach pismabull zamieszczanie wybranych referatoacutew wystąpień po dostosowaniu ich do wymogoacutew redakcyjnychbull publikację informacji końcowych (podsumowania apele wnioski)bull kolportaż powyższych informacji do wskazanych adresatoacutew

Ceny są negocjowane indywidualnie w zależności od zakresu zlecenia Możliwe są atrakcyjne upusty

Powyższe informacje oraz więcej szczegoacutełoacutew dostępne są na stroniehttpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

1p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

WydawcaStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej00-043 Warszawa ul Czackiego 35wwwsitk-rporgpl

Redaktor NaczelnyAntoni Szydło

RedakcjaKrzysztof Gasz Igor Gisterek BartłomiejKrawczyk Maciej Kruszyna (Z-ca RedaktoraNaczelnego) Agnieszka Kuniczuk - Trzcinowicz(Redaktor językowy)Piotr Mackiewicz (Sekretarz) Wojciech Puła(Redaktor statystyczny) Wiesław Spuziak Robert Wardęga Czesław Wolek

Rada naukowo-programowaMirosław Antonowicz Marek Ciesielski LeszekKrawczyk Marek Krużyński Elżbieta Marciszew-ska Leszek W Mindur Tomasz NowakowskiMarek Sitarz Wiesław Starowicz Krystyna Woje-woacutedzka-Kroacutel Elżbieta Załoga Andrzej Żurkowski

Deklaracja o wersji pierwotnej czasopismaGłoacutewną wersją czasopisma jest wersja papie-rowa Na stronie internetowej czasopisma dostępne są streszczenia artykułoacutew w języku polskim i angielskim

Adres redakcji do korespondencjiPoczta elektronicznaredakcjaprzegladkomunikacyjnypwrwrocplPoczta bdquotradycyjnardquoPiotr Mackiewicz Maciej KruszynaPolitechnika Wrocławska Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-370 WrocławFaks 71 320 45 39

Czasopismo jest umieszczone na liście Minister-stwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (4 pkt za artykuł recenzowany)

Obecna Redakcja dysponuje numerami archi-walnymi począwszy od 42010Numery archiwalne z lat 2004-2009 możnazamawiać w Oddziale krakowskim SITKul Siostrzana 11 30-804 Krakoacutewtelfaks 12 658 93 74 mrowinskasitkorgpl

Artykuły opublikowane w bdquoPrzeglądzie Komu-nikacyjnymrdquo są dostępne w bazach danych 20 bibliotek technicznych oraz są indeksowane w bazachBAZTECH httpbaztechicmeduplIndex Copernicus httpindexcopernicuscomPunktacja ICV 558 (2011)

Redakcja zastrzega sobie prawo dokonywaniazmian w materiałach nie podlegających recenzji

Projekt i DTPDrukarnia A-Zet 52-131 Wrocław ul Buforowa 34aPrzemysław Wołczuk przemododopl

ReklamaDział Marketingu sitkbazagmailcomtel 883240204

PrenumerataSzczegoacuteły i formularz zamoacutewienia na httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Nakład 500 egz

przeglądkomunikacyjny

32013rocznik LXVIIINa okładce

Zniszczona w wyniku osuwiska droga (zdjęcie z artykułu A Batoga MHawrysza s 12)

W numerze

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych 2

Aktualności 3

Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr KantyZmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej 6

Andrzej Batog Maciej Hawrysz Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie 10

Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan ZychObserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu 14

Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej SoboacutetkaWeryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU 26

Karolina Gorska Marek WyjadłowskiAnaliza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznych 32

Transportation Overview 36

Szanowni PT Czytelnicy

Oddajemy kolejny numer Przeglądu Komunikacyjnego ktoacutery poświęcony jest w całościzagadnieniom geotechniki w budownictwie infrastruktury transportowej Dostosowywanieprzepisoacutew krajowych do wymagań Eurokodoacutew jest aktualną problematyką ktoacuterej poświęca sięsporo czasu i miejsca w dyskusjach na seminariach i w publikacjach dotyczących zagadnieńposadowienia budowli inżynieryjnych W numerze w jednym z artykułoacutew omawiane są noweprzepisydotyczącezasaddokumentowaniabadańpodłożaPrzepisytezilustrowanoprzykłademprojektowymzwiązanymz likwidacjaosuwiskadrogowegoWinnejpublikacjizaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożasondąstatycznąCPTUObliczenianośności pala wykonano wykorzystując metody stosowane w Eurokodach oraz w polskiejnormie Zaproponowano metodykę doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawyoraz pobocznicy pala Ciekawa jest publikacja dotycząca formułowania kolumn kamiennychmetodą wymiany dynamicznej oraz ich wpływie na grunt w sąsiedztwie pala Obserwacjomzdziesięcioletniegookresueksploatacjinasypuzbrojonegogeosyntetykamipoddanegowpływomeksploatacji goacuterniczej na linii kolejowej w Jastrzębiu-Bziu poświęcona jest kolejna publikacjawktoacuterejAutorzypodająpraktycznewnioskidotycząceprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczych Kolejna publikacja omawia procedury określania parametroacutew geotechnicznych gruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychzwykorzystaniemwynikoacutewpomiaroacutew inklinometrycznych Proponowana procedura pozwala na aktywną modyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiWnumerzeponadtoprzeglądprasytechnicznejzzakresutransportuiinfrastrukturytransportowejŻyczędobrejlektury

Redaktor Naczelny AntoniSzydło

2p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych

Strona 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej Na początku artykułu scharakteryzowano kolumny kamienne formowane me-todą wymiany dynamicznej Następnie opisano warunki gruntowe na polet-kach badawczych metodykę wykonanych badań i proces formowania kolumny kamiennej W artykule podano wysokości zrzutu ubijaka jego zagłębienia po każdym zrzucie oraz objętości wprowadzanego kruszywa Pokazano kształty ko-lumn określone na podstawie odkrywki Kształty w obu przypadkach pozwoliły oszacować objętość kruszywa w kolumnach Wartości te odniesione do objętości wtłoczonego kruszywa stanowią podstawę do analizy poroacutewnawczej wykonanej w ostatniej części artykułu W analizie tej uwzględniono pomierzone podczas te-stoacutew wyniesienie gruntu w promieniu do 6m od osi kolumny kamiennej Całość wieńczą spostrzeżenia autoroacutew na analizowany temat Badaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowa-negoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukiPiotr Kanty jest Stypendystą w Projekcie bdquoSWIFT (Stypendia Wspomagające InnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuro-pejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

SłowakluczoweWymianadynamicznaKolumnykamienneWzmocnieniegruntu

Strona 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie W roku 2012 wprowadzono nowe przepisy dotyczące ustalania warunkoacutew posadowienia obiektoacutew budowlanych zmieniające min zasady dokumento-wania badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Zmiany te związane są z dostosowaniem krajowych przepisoacutew stosowanych w budownictwie do Eurokodoacutew Jedną z nowych form dokumentacji jest projekt geotechniczny W artykule omoacutewiono szczegoacutełowo zasady jego sporządzania Podano przykład opracowania projektu geotechnicz-nego związanego z likwidacją osuwiska drogowego

SłowakluczoweOsuwiskadrogoweStatecznośćskarpProjektgeotechniczny

Strona 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-BziuW niniejszym artykule został omoacutewiony wpływ dokonanej eksploatacji goacuter-niczej na powierzchnię terenu na ktoacuterym został wybudowany wiadukt nad torami kopalnianej linii kolejowej wraz z najazdami w Jastrzębiu-Bziu Najaz-dy nasypy tego obiektu zostały wykonane w technologii gruntu zbrojonego geosyntetykami w 2002 r i od tego czasu ciągle są poddawane wpływom eks-ploatacji Obecnie po 10-ciu latach pracy konstrukcji nasypu można wyciągnąć praktyczne wnioski w odniesieniu do przyjętych sposoboacutew budowy i wzmoc-nienia budowli ziemnych na szkodach goacuterniczych co poczyniono i opisano Za-warto wnioski i obserwacje zachowywania się ww budowli ziemnej zbrojonej geosyntetykami Referat przedstawia roacutewnież zakres dalszej projektowanej eks-ploatacji i efekt przewidywanych wpływoacutew na powierzchnię terenu

SłowakluczoweNasypWzmocnienieGeosyntetykiSzkodygoacuternicze

Strona 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTUW pracy zaprezentowano metody oceny nośności pali bazując na rozpoznaniu podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU Przedstawiono możliwe do zasto-sowania w warunkach rzeczywistych metody służące bezpośredniej ocenie nośności pali wykonywanych w technologii CFA Obliczenia przeprowadzono dla pojedynczego pala i odniesiono do metody uniwersalnej proponowanej w Eurokodzie 7 oraz metody normowej zgodnej z normą PN-83B-02482 Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością gra-niczną nośności pala wciskanego uzyskaną z proacutebnego obciążenia statycznego W pracy przedstawiono propozycję doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośno-ści podstawy ψ1 oraz pobocznicy ψ2 Wartości wspoacutełczynnikoacutew ustalono na ba-zie wyniku proacutebnego obciążenia statycznego pala oraz szacunkowej nośności pobocznicy i podstawy pala z globalnej charakterystycznej wartości nośności pala w warunkach rzeczywistych

SłowakluczoweNośnośćpalaProjektowaniepaligruntowychMetodyoszacowa-nianośnościpali

Strona 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychW artykule przedstawiono procedurę określenia parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew nasypowych oraz obliczenia niezawodności palisady z pali wierco-nych Wykorzystano wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych analizę odwrotną [1] obliczenia numeryczne oraz metody szacowania niezawodności konstrukcji Proponowana procedura pozwala na projektowanie obudowy wykopu meto-dą obserwacyjną oraz aktywną modyfikację projektu zabezpieczenia wykopu w trakcie wykonywania konstrukcji w celu osiągnięcia wymaganego wspoacuteł-czynnika niezawodności

SłowakluczowePomiaryinklinometryczneAnalizawstecznaNiezawodność

3p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Kolejny rekordowy miesiąc na krakowskim lotniskuGazetaWyborczaKrakoacutew1022013

W pierwszym miesiącu roku krakowskie lotni-sko obsłużyło 214 182 pasażeroacutew o 7 proc wię-cej niż rok wcześniej To kolejny rekord lotniska w Balicach W pierwszym miesiącu 2013 roku od-notowano 2 778 operacji lotniczych Pasażerowie najczęściej podroacuteżowali z i do Krakowa liniami Ry-anair (ponad 100 tys osoacuteb) easyJet (ponad 30 tys osoacuteb) i LOT (25 tys osoacuteb) Największe wypełnienie odnotowano na rejsach easyJet z i do Edynburga Wyniosło ono 92 proc Na ten rok zarząd Krakoacutew Airport zakłada wzrost ruchu pasażerskiego o pra-wie 7 proc do 366 mln

Lotnisko w Gdyni prawie gotowe Jeszcze system bezpieczeństwaMichałBrancewiczGazetaWyborczaTroacutejmiasto7022013

Wewnątrz gdyńskiego terminalu prowadzone są ostatnie prace wykończeniowe Na zewnątrz odbywają się odbiory układu drogowego i infra-struktury Trwa procedura wyłonienia firmy ktoacute-ra wyposaży obiekt w systemy obsługi i kontroli bagażu oraz kontroli bezpieczeństwa Port lot-niczy Gdynia - Kosakowo nabiera coraz bardziej realnych kształtoacutew Gotowy jest już budynek ter-minalu i lotniskowej straży pożarnej oraz drogi dojazdowe z infrastrukturą (parking ciągi piesze i rowerowe oświetlenie) Obecnie na roacuteżnym po-ziomie zaawansowania jest kilka innych przetar-goacutew kluczowych dla przyszłego funkcjonowania lotniska () Lotnisko ma zacząć funkcjonować w drugiej połowie 2013 roku

Marszałek sięga do kieszeni 12 milionoacutew na BabimostGazetaWyborczaGorzoacutew3022013

W 2013 r na inwestycje w port lotniczy Zielona GoacuteraBabimost poacutejdzie 12 mln zł () Na liście za-planowanych inwestycji jest kilkanaście punktoacutew Większość jest dofinansowana z unijnego LRPO ktoacuterym zarządza urząd marszałkowski Realizację zadań wzięły na siebie zarząd wojewoacutedztwa Agencja Żeglugi Powietrznej Przedsiębiorstwo Państwowe Porty Lotnicze a także IMGW - Pierw-sze prace już ruszyły Właśnie wykonujemy oświe-tlenie oznakowania pionowego Zakończymy inwestycję w drugim kwartale tego roku Naszym drugim zaawansowanym zadaniem jest budowa drogi patrolowej - w lutym rozstrzygniemy prze-targ Kolejnym - budowa strażnicy Lotniskowej Straży Pożarnej ktoacutera stanie jeszcze w tym roku - - wymienia wicemarszałek Jacek Hoffmann Mar-szałek zaplanował także rozbudowę terminalu pasażerskiego remont i rozbudowę płyt posto-jowych samolotoacutew i drogi kołowania Ostatnim punktem marszałkowskiej listy jest zakup bramek rentgenowskich ()

Helikoptery mogą wreszcie lądować przy starej czwoacuterceGazetaWyborczaGliwice12022013

Po latach starań na granicy Gliwic i Zabrza odda-no wreszcie do użytku lądowisko dla helikopte-

roacutew To dobra wiadomość dla chorych Lądowi-sko znajduje się przy nowym komisariacie policji u zbiegu autostrady A1 i drogi krajowej nr 88 To dogodne położenie ma pomoacutec policjantom szybko dotrzeć na miejsce wypadku a lądowisko umożliwi szybki transport rannych do szpitala min do Wojewoacutedzkiego Szpitala Chirurgii Urazo-wej w Piekarach Śląskich ktoacutery specjalizuje się w leczeniu ofiar wypadkoacutew i sam też zbudował na swoim terenie miejsce do lądowania ()

Trasa N-S otwarta Mieszkańcy Rudy Śląskiej zadowoleniDziennikZachodni31012013

Pierwszy niespełna kilometrowy odcinek trasy N-S ktoacutera docelowo połączy poacutełnoc Rudy Śląskiej z południową częścią miasta otwarto w czwartek dla kierowcoacutew Wcześniej miasto otrzymało dłu-go oczekiwane pozwolenie na jej użytkowanie Choć odcinek trasy był gotowy od sierpnia ub roku konieczne okazało się przeprowadzenie procedury zatwierdzającej zmiany wprowadzo-ne do projektu podczas budowy Trasa N-S (skroacutet pochodzi od angielskich słoacutew bdquopoacutełnoc-południerdquo) to najważniejsza inwestycja drogowa w Rudzie Śląskiej istotna dla komunikacji całej aglomeracji katowickiej Usprawni ruch w mieście docelowo łącząc dwie najważniejsze drogi w regionie auto-stradę A4 i Drogową Trasę Średnicową ()

Ten system ma zrewolucjonizować ruch uliczny w mieścieGazetaWyborczaGliwice1022013

W Gliwicach pod koniec wiosny ruszy najnowo-cześniejsze w kraju Centrum Sterowania Ruchem System ma zoptymalizować ruch i zapewnić kierowcom bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie CSR mieści się w nowej siedzibie Zarządu Droacuteg Miejskich przy ul Płowieckiej System zarzą-dzania ruchem ulicznym zostanie uruchomiony najpoacuteźniej w czerwcu Obejmie 60 skrzyżowań wyposażonych w sygnalizacje świetlne co po-zwoli zoptymalizować ruch i zapewni bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie () Dane o korkach i innych utrudnieniach drogowych będą wyświetlane na ledowych tablicach infor-macyjnych usytuowanych przy ul Jana Pawła II Pszczyńskiej Rybnickiej Tarnogoacuterskiej Toszeckiej Orlickiego i Chorzowskiej Pojawią się roacutewnież na nich najistotniejsze informacje pogodowe po-chodzące ze stacji meteo zamontowanej przy Nowym Świecie

Zmiany na obwodnicy Kielc Będzie łatwiejGazetaWyborczaKielce1022013

Prawie całą przebudowaną wschodnią jezdnię mają już do dyspozycji kierowcy jadący obwodni-cą Kielc () Zmiana organizacji ruchu w związku z budową kieleckiej obwodnicy w ciągu drogi ekspresowej S-7 obowiązuje od czwartku Dro-gowcy przełożyli ruch z jezdni zachodniej na wschodnią na fragmencie o długości ok 3 km począwszy od linii kolejowej pod węzłem Jaworz-nia do budowanego przejścia dla zwierząt za wę-złem jadąc od strony Warszawy () Zakończenie budowy obwodnicy Kielc planowane jest w maju

Wiosną rozbiorą bdquoślimakirdquo na Trasie bdquoŁrdquo 16 chętnychGazetaWyborczaWarszawa30012013

Aż 16 firm zgłosiło się do przebudowy ośmiu roz-sypujących się estakad na Trasie Łazienkowskiej przy Torwarze Prace zaczną się tam najwcześniej na wiosnę Na podparte dodatkowymi słupami estakady u zbiegu Trasy Łazienkowskiej i Wisło-strady kierowcy od dawna patrzą z trwogą Osiem bdquoślimakoacutewrdquo i łącznic wymaga pilnej przebudowy Dodatkowo wyremontować trzeba jedną estaka-dę na prawym brzegu Wisły - przy Wale Miedze-szyńskim Właśnie otwarto oferty firm chętnych do przebudowy Zgłosiło się aż 16 przedsię-biorstw Najtańszą ofertę zaproponował Strabag ktoacutery za prace chce 30 mln zł Jeśli przetarg uda się szybko rozstrzygnąć i nie będzie żadnych pro-testoacutew to roboty mogą się rozpocząć wczesną wiosną Mają być rozłożone na dwa lata W tym czasie etapami mają być rozbierane i na nowo stawiane kolejne estakady W czasie roboacutet można się spodziewać dużych utrudnień w ruchu

Katowice zbudują niedaleko Spodka parking dla tysiąca samochodoacutewGazetaWyborczaKatowice31012013

Firma Drogopol wygrała przetarg na budowę ogromnego parkingu przy ul Olimpijskiej Ma być gotowy w sierpniu Budowa parkingu ma koszto-wać niecałe 9 mln zł Katowicka firma Drogopol ktoacutera właśnie wygrała przetarg na jego budowę zajmie się też przygotowaniem jego projektu Plac z miejscami dla około tysiąca samochodoacutew powstanie w okolicy ul Olimpijskiej Nadgoacuterni-koacutew oraz al Roździeńskiego Będą z niego mogli korzystać min goście budowanego tu Muzeum Śląskiego oraz nowej sali koncertowej Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia

Wzrosną opłaty za parkowanie w centrum miastJerzyWoacutejcikGazetaWrocławska28012013

Prezydenci największych miast w Polsce chcą by ministerstwo transportu pozwoliło samorządom na podwyżki cen za parkowanie aut w centrum Dziennik Gazeta Prawna dotarł do projektu usta-wy ktoacutera taką możliwość wprowadzi 3 złote nie będzie już goacuterną granicą stawki jaką miasto może wziąć od kierowcy za godzinę - na razie wiadomo że będzie wzrost ale nie wiadomo o ile Pewne jest natomiast że będzie możliwość wprowadze-nia opłat za parkowanie w weekendy oraz likwi-dację ograniczeń dotyczących stawek za kolejne godziny parkowania Krakoacutew czy Warszawa już zapowiedziały że skorzystają z tych zmian We Wrocławiu decyzja jeszcze nie zapadła

Nowa wersja japońskiego bdquopociskurdquo w ruchuRailwayGazette14022013

Japoński przewoźnik JR Central włączył do eksplo-atacji nową wersję pociągu z wychylnym pudłem N700A na linii Tōkaidō Shinkansen W sumie ope-rator zamoacutewił trzynaście szesnastoczłonowych zestawoacutew o prędkości maksymalnej 270 kmh Seria N700 została po raz pierwszy włączona do eksploatacji w 2009 roku Pociągi w nowej wer-sji mają zwiększoną skuteczność hamowania o 10 proc i system detekcji wibracji woacutezkoacutew ofe-

Aktualności

4p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Aktualności

ruje też większy komfort pasażerom m in dzięki usprawnionemu wyciszeniu Oświetlenie wymie-niono na LED-owe Do eksploatacji włączono jednocześnie sześć najnowszych pociągoacutew Cere-monia uruchomienia pociągu Nozomi 203 odby-ła się na stacji w Tokio 8 lutego Jednocześnie JR Central usprawnia sygnalizację i infrastrukturę linii Tōkaidō Shinkansen w celu uruchomienia jedne-go pociągu na godzinę więcej na silnie obłożonej magistrali Od połowy marca pociągi w ktoacuterych liczba miejsc siedzących sięga 1323 zaczną jeź-dzić roacutewnież na linii Sanyo Shinkansen na zachoacuted od Osaki Dostawy mają się zakończyć w marcu przyszłego roku Dyrektor projektu Kei Sakanoue cytowany przez bdquoRailway Gazetterdquo powiedział że pociągi N700A to pierwsze pociągi dużych pręd-kości w Japonii wyposażone w urządzenia auto-matycznie zapewniające punktualność Kompu-ter pokładowy analizuje profil trasy co łącznie z sygnalizacją kabinową pozwala obliczyć pa-rametry trakcyjne zapewniające maksymalną oszczędność energii w zależności od potrzeb ndash ndash czy jest to nadrabianie opoacuteźnienia czy jazda przed czasem Nowe pociągi zużywają o 19 proc energii mniej niż ich poprzednicy sprzed czterech lat

Znowu wielki sukces Pesy Kontrakt o wartości 380 mln złGazetaWyborczaBydgoszcz30012013

Pesa dostarczy 45 tramwajoacutew dla Warszawy Bydgoska firma wygrała przetarg wart ponad 380 mln zł Pesa pokonała poznański Solaris oraz hiszpański CAF Tramwaje Warszawskie zamoacutewi-ły tramwaje dwustronne Oznacza to że kabina motorniczego znajdować będzie się zaroacutewno z przodu jak i z tyłu pojazdu a do zmiany kierun-ku jazdy nie będzie potrzebna pętla To już kolejny przetarg na dostarczenie tramwajoacutew dla stolicy wygrany przez Pesę Obecnie firma realizuje kon-trakt dotyczący 186 pojazdoacutew Pierwsze tramwaje z nowego zamoacutewienia trafią do Warszawy w cią-gu 15 roku

Nowe pociągi już wkroacutetce na śląskich torachGazetaWyborczaKatowice1022013

Zakończyły się odbiory techniczne dwoacutech ostat-nich sześcioczłonowych elfoacutew spośroacuted czterech ktoacutere w bydgoskiej Pesie zamoacutewiły Koleje Śląskie Teraz pojazdy czekają jeszcze na świadectwo zgodności typu wydawane przez Urząd Trans-portu Kolejowego Koleje Śląskie zamoacutewiły 6 pojazdoacutew z ktoacuterych cztery miały trafić do spoacutełki do końca ubiegłego roku a dwa kolejne do koń-ca lutego 2013 roku Bydgoska Pesa nie potrafi-ła się jednak uporać z zamoacutewieniem Po prawie miesięcznym opoacuteźnieniu sprawa zmierza wresz-cie do szczęśliwego finału () Zamoacutewione elfy 27WEb to sześcioczłonowe elektryczne zespoły trakcyjne dysponujące 280 miejscami siedzącymi Maksymalna prędkość wynosi około 160 km na godz a wnętrze jest wyposażone w klimatyzację system informacji pasażerskiej monitoring inter-kom umożliwiający kontakt pasażeroacutew z obsługą pojazdu oraz wieszaki na rowery Wartość całego zamoacutewienie to 219 mln zł

Szynobus zwany pożądaniem Jeden producent złożył lepszą ofertę a wygrał drugiKamilSiałkowskiGazetaWyborczaGorzoacutew12022013

Urząd Marszałkowski niespodziewanie zmienił firmę ktoacutera dostarczy cztery nowiutkie szyno-busy Pojazdy mają kursować min z Gorzowa do Berlina Zbuduje je bydgoska Pesa a nie nowosą-decki Newag - Musimy mieć pojazdy w tym roku a zwycięzca przetargu tego nie gwarantował - - usłyszeliśmy od urzędnikoacutew marszałka Na tym sprawa się nie zakończy Newag zapowiada od-wołanie Chodzi o cztery autobusy szynowe ktoacutere mają być takim symbolicznym lubuskim oknem na świat Za dwa lata będą kursowały na trasach do Niemiec - min z Gorzowa do Berlina oraz z Zielonej Goacutery do Cottbus Mają być podobne do tych ktoacutere marszałek ma już w swoich zaso-bach Roacuteżnica jest w zasadzie tylko jedna w ciągu dwoacutech lat producent ma dla tych szynobusoacutew uzyskać homologację do wjazdu na niemieckie tory Zakup pojazdoacutew będzie dofinansowany z unijnego programu LRPO (ponad 40 mln zł) ()

Pendolino tylko dla bogatych RynekKolejowy29012013

Polski rząd finalizuje rozmowy z Brukselą w spra-wie finansowania zakupu pociągoacutew Pendolino przez PKP Intercity Pierwotnie bilety na te pociągi miały być dofinansowane z budżetu państwa ale Komisja Europejska uznała to za niedozwoloną pomoc publiczną Teraz resort zamierza dofinan-sować przewozy w ramach tzw pomocy regio-nalnej Oznacza to że wskaźnik dofinansowania spadnie z 50 do 25 proc W tej sytuacji wydaje się pewne że o zapowiadanych biletach za 60 zł mo-żemy zapomnieć

Pendolino pojedzie też do Wrocławia i RzeszowaGazetaWyborcza30012013

Prezes PKP Intercity Janusz Malinowski powiedział w środę że pociągi Pendolino ktoacutere wjadą na pol-skie tory będą jeździć nie tylko na trasie Gdańsk-Warszawa-KrakoacutewKatowice Pojadą być może także do Wrocławia i Rzeszowa W środę w Warsza-wie wmurowano kamień węgielny pod budowę centrum serwisowego dla pociągoacutew Pendolino PKP Intercity kupiło 20 składoacutew tych pociągoacutew za 665 mln euro (koszt samych pociągoacutew to 400 mln euro reszta to min koszty utrzymania technicz-nego przez 17 lat) Pierwszy pociąg trafi na testy do Polski już w sierpniu tego roku Ale Pendolino mają zacząć wykonywać komercyjne połączenia w Polsce w 2014 roku Na razie jednak PKP Inter-city ma pewien kłopot z finansowaniem projektu Przewoźnik liczył że połowę pieniędzy na zakup pociągoacutew - 200 mln euro - otrzyma z unijnego programu Infrastruktura i Środowisko resztę z kredytu z Europejskiego Banku Inwestycyjnego Komisja Europejska jednak miała wątpliwości czy dofinansowanie Pendolino nie zaburzy konkuren-cji na rynku Ostatecznie dofinansowanie unijne będzie niższe

Pociąg dla Dolnego Śląska pobił rekord prędkości w PolsceMagGazetaWyborcza19022013

Pojazd wyprodukowany dla Kolei Dolnośląskich to jak informuje portal Rynek-kolejowypl pierw-szy polski pociąg ktoacutery przekroczył prędkość 200 kmh uznawaną za barierę Kolei Dużych Pręd-kości Elektryczny zespoacuteł trakcyjny typu 31WE wyprodukowała firma Newag z Nowego Sącza W zeszłym miesiącu pociąg testowany był na to-rze doświadczalnym pod Żmigrodem Eksperci sprawdzali tam głoacutewnie jego hamulce i hałas jaki powoduje podczas jazdy Od soboty pojazd pod-dawany był kolejnym proacutebom Tym razem mie-rzono maksymalną prędkość jaką może osiągnąć Eksperyment prowadzony był nocą na specjalnie z tego powodu zamkniętym odcinku Centralnej Magistrali Kolejowej Dziś w nocy pociąg przekroczył prędkość 200 kmh Jechał dokładnie 2014 kmh

Pesa Gama od początku marca w PKP IntercityRynekKolejowy19022013

Na koniec lutego wyznaczony został termin prze-kazania lokomotywy Pesa Gama do PKP Intercity Już 1 marca lokomotywa ma poprowadzić pociągi z pasażerami z Warszawy do Krakowa i Szczecina Jeszcze przed południem ani Pesa ani PKP Inter-city nie chciały oficjalnie podać terminu przekaza-nia lokomotywy W końcu udało się potwierdzić że nowy elektrowoacutez Pesy zostanie przekazany na testy ostatniego dnia lutego Przez pierwsze trzy dni marca Gama będzie prowadzić pociągi 53107 TLK bdquoNorwidrdquo ndash Gdynia Głoacutewna ndash Krakoacutew Głoacutewny 31100 TLK bdquoSmok Wawelskirdquo ndash Krakoacutew Głoacutewny ndash Warszawa Wschodnia oraz 1803 EIC bdquoChrobryrdquo ndash Warszawa Wschodnia ndash Szczecin Głoacutewny Na-stępnie lokomotywa będzie obsługiwać pociągi 15102 TLK bdquoKaszubrdquo Warszawa Wschodnia ndash Gdy-nia Głoacutewna 51103 TLK bdquoMazuryrdquo Olsztyn Głoacutewny ndash Warszawa Zachodnia 1601 EIC bdquoPanoramardquo War-szawa Wschodnia ndash Wrocław Głoacutewny 61100 TLK bdquoŚnieżkardquo Jelenia Goacutera ndash Warszawa Wschodnia Od 11 stycznia nowa lokomotywa 111Ed Gama Ma-rathon wchodzi w skład floty spoacutełki Lotos Kolej To pierwsza lokomotywa ktoacuterą wyprodukowała Pesa Zaprezentowany na targach Innotrans elek-trowoacutez wyroacuteżnia się m in dodatkowym silnikiem spalinowym

Wyremontują tory Szybciej pojedziemy do OpolaGazetaWyborczaKatowice29012013

PKP PLK ogłosiły właśnie przetarg na rewitalizację linii kolejowej na odcinku Paczyna - Toszek - Błot-nica Strzelecka Dzięki temu szybciej będą kurso-wać pociągi jadące z aglomeracji goacuternośląskiej do Opola W ramach roboacutet wymieniona zostanie nawierzchnia kolejowa dwoacutech toroacutew przejaz-doacutew kolejowych i zrewitalizowane będą obiekty inżynieryjne Oproacutecz tego na odcinku Paczyna - - Błotnica Strzelecka zostanie też kompleksowo przebudowana sieć trakcyjna oraz dwa perony na stacji Pyskowice Dzięki temu pociągi będą mogły rozwinąć prędkość do 120 kilometroacutew na godzinę podczas gdy teraz na niektoacuterych odcin-kach muszą zwalniać do 60 kilometroacutew na godzi-nę Prace mają się zakończyć 30 listopada i będą kosztować 423 mln zł netto

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

Podstawowe informacje dla Autoroacutew artykułoacutewbdquoPrzegląd Komunikacyjnyrdquo publikuje artykuły związane z szeroko rozumianym transportem oraz infrastrukturą transportu Obejmuje to zagadnienia techniczne ekonomiczne i prawne Akceptowane są także materiały związane z geografią historią i socjologią transportu

W celu usprawnienia i przyspieszenia procesu publikacji prosimy o zastoso-wanie się do poniższych wymagań dotyczących nadsyłanego materiału1 Tekst artykułu powinien być napisany w jednym z ogoacutelnodostępnych progra-

moacutew (na przykład Microsoft Word) Wzory i opisy wzoroacutew powinny być wkom-ponowane w tekst Tabele należy zestawić po zakończeniu tekstu Ilustracje (ry-sunki fotografie wykresy) najlepiej dołączyć jako oddzielne pliki Można je także wstawić do pliku z tekstem Możliwe jest oznaczenie miejsc w tekście w ktoacuterych autor sugeruje wstawienie stosownej ilustracji lub tabeli Obowiązuje odrębna numeracja ilustracji (bez rozroacuteżniania na rysunki fotografie itp) oraz tabel

2 Całość materiału nie powinna przekraczać 12 stron w formacie Word (zalecane jest 8 stron) Do limitu stron wlicza się ilustracje załączane w odrębnych plikach (przy założeniu że 1 ilustracja = frac12 strony)

3 Format tekstu powinien być jak najprostszy (nie stosować zroacuteżnicowanych styli justowania dzielenia wyrazoacutew podwoacutejnych i wielokrotnych spacji itp) Dopusz-czalne jest pogrubienie podkreślenie i oznaczenie kursywą istotnych części tek-stu a także indeksy goacuterne i dolne Nie stosować przypisoacutew

4 Nawiązania do pozycji zewnętrznych - cytaty (dotyczy roacutewnież podpisoacutew ilu-stracji i tabel) oznacza się numeracją w nawiasach kwadratowych [] Numeracja odpowiada zestawieniu na końcu artykułu (oznaczonego jako bdquoMateriały źroacutedło-werdquo) Zestawienie powinno być ułożone alfabetycznie Nie należy zamieszczać informacji o materiałach źroacutedłowych w przypisach

5 Jeżeli Autor wykorzystuje materiały objęte nie swoim prawem autorskim powi-nien uzyskać pisemną zgodę właściciela tych praw do publikacji (niezależnie od podania źroacutedła) Kopie takiej zgody należy przesłać Redakcji

Po akceptacji ZGŁOSZENIA PUBLIKACJI należy dosłać artykuł (bez danych identyfikujących autora) z materiałami dodatkowymi takimi jak tabele ilustracje (wkomponowane w tekst lub w oddzielnych plikach) oraz bdquoOświadczenie Autora korespondencyjnegordquo Do przygotowania załącznikoacutew można wykorzystać pliki (do pobrania ze strony przegladkomunikacyjnypwrwrocpl)

bull bdquoWzoacuter artykułurdquo ndash plik edytora Word ktoacutery może być podstawą formatowa-nia własnego artykułu

bull bdquoOświadczenie Autora korespondencyjnegordquoDodatkowo można skorzystać z następujących plikoacutew

bull Przyład zgłoszenia artykułu i bdquoPrzykładowy artykuł w wersji nadesłanej przez Autorardquo ndash prosimy o przygotowanie własnego materiału w zbliżonej formie

bull bdquoPrzykładowy artykuł w wersji publikowanej w Przeglądzie Komunikacyj-nymrdquo ndash jest to ta sama pozycja jak w pliku wyżej z tym że już po składzie i druku prosimy o poroacutewnanie obu wersji

UwagaDuże rozbieżności pomiędzy nadesłanym materiałem a powyższymi wymagania-mi spowodują odesłanie całości do autoroacutew z prośbą o autokorektę

W przypadku pytań prosimy o kontakt redakcjaprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Artykuły wnoszące wkład naukowy podlegają rozbudowanym procedurom re-cenzji merytorycznych zgodnie z wytycznymi MNiSW co pozwala zaliczyć je po opublikowaniu do dorobku naukowego (z punktacją przyznawaną w toku oceny czasopism naukowych ndash aktualnie są to 4 punkty)1 Do oceny każdej publikacji powołuje się co najmniej dwoacutech niezależnych recen-

zentoacutew spoza jednostki2 W przypadku tekstoacutew powstałych w języku obcym co najmniej jeden z recen-

zentoacutew jest afiliowany w instytucji zagranicznej innej niż narodowość autora pracy

3 Rekomendowanym rozwiązaniem jest model w ktoacuterym autor(zy) i recenzenci nie znają swoich tożsamości (tzw double-blind review process)

4 W innych rozwiązaniach recenzent musi podpisać deklarację o nie występowa-niu konfliktu interesoacutew za konflikt interesoacutew uznaje się zachodzące między re-cenzentem a autorema) bezpośrednie relacje osobiste (pokrewieństwo związki prawne konflikt)b) relacje podległości zawodowejc) bezpośrednia wspoacutełpraca naukowa w ciągu ostatnich dwoacutech lat poprzedzają-

cych przygotowanie recenzji5 Recenzja musi mieć formę pisemną i kończyć się jednoznacznym wnioskiem co

do dopuszczenia artykułu do publikacji lub jego odrzucenia6 Zasady kwalifikowania lub odrzucenia publikacji i ewentualny formularz recen-

zencki są podane do publicznej wiadomości na stronie internetowej czasopisma lub w każdym numerze czasopisma

7 Nazwiska recenzentoacutew poszczegoacutelnych publikacjinumeroacutew nie są ujawniane raz w roku (w ostatnim numerze oraz na stronie internetowej) czasopismo poda-je do publicznej wiadomości listę recenzentoacutew wspoacutełpracujących

Szczegoacuteły powyższych procedur dostępne są na stronie internetowej MNiSW

Artykuły pozostałe podlegają recenzjom merytorycznym jednego recenzenta (ewentualnie spoza jednostki) Proces ich publikacji jest szybszy Autorom nie przy-sługuje punktacja do dorobku naukowego

Przygotowany materiał powinien obrazować własny wkład badawczy autora Re-dakcja wdrożyła procedurę zapobiegania zjawisku Ghostwriting (z bdquoghostwritingrdquo mamy do czynienia woacutewczas gdy ktoś wnioacutesł istotny wkład w powstanie publi-kacji bez ujawnienia swojego udziału jako jeden z autoroacutew lub bez wymienienia jego roli w podziękowaniach zamieszczonych w publikacji) Tekst i ilustracje muszą być oryginalne i niepublikowane w innych miejscach (w tym w internecie) Możli-we jest zamieszczanie artykułoacutew ktoacutere ukazały się w materiałach konferencyjnych i podobnych (na prawach rękopisu) z zaznaczeniem tego faktu i po przystosowa-niu do wymogoacutew publikacyjnych bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo

Redakcja nie zwraca nadsyłanych materiałoacutew Na życzenie możliwa jest autoryzacja materiału przygotowanego do drukuAutorzy otrzymują bezpłatnie numer w ktoacuterym ukazała się ich publikacjaKorespondencję inną niż artykuły do recenzji prosimy kierować na adres listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Artykuły publikowane w bdquoPrzeglądzie Komunikacyjnymrdquo dzielimy na bdquownoszące wkład naukowy w dziedzinę transportu i infrastruktury transporturdquo i bdquopozostałerdquo Prosimy Autoroacutew o deklarację do ktoacuterej grupy zaliczyć ich prace Materiały do publikacji należy przesyłać w formie elektronicznej na adres redakcji artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Pierwszym krokiem jest przesłanie ZGŁOSZENIA PUBLIKACJI (do pobrania ze strony przegladkomunikacyjnypwrwrocpl) W zgłoszeniu należy podać imię i nazwisko autora adres mailowy oraz adres do tradycyjnej korespondencji miejsce zatrudnienia zdjęcie (w przypadku większej liczby autoroacutew konieczne są dane o wszystkich osobach oraz wskazanie autora korespondencyjnego) tytuł artykułu oraz streszczenie i słowa kluczowe (te informacje także w języku angielskim) Konieczna jest także deklaracja czy artykuł ma być zaliczony do grupy bdquownoszących wkład naukowyrdquo czy bdquopo-zostałerdquo Artykuły mogą być napisane w języku angielskim Możliwe jest przesłanie od razu całego artykułu (zgłoszenie + artykuł + oświadczenie Autora opracowanych według zasad jak niżej)

Na podstawie ZGŁOSZENIA PUBLIKACJI Kolegium Redakcyjne podejmuje decyzję odnośnie zaproszenia Autora do nadesłania artykułu lub sugeruje przesłanie do innego czasopisma

Redakcja pisma oferuje objęcie patronatem medialnym konferencji debat seminarioacutew itphttpprzegladkomunikacyjnypwrwrocplpatronhtmlPatronat obejmuje

bull ogłaszanie przedmiotowych inicjatyw na łamach pismabull zamieszczanie wybranych referatoacutew wystąpień po dostosowaniu ich do wymogoacutew redakcyjnychbull publikację informacji końcowych (podsumowania apele wnioski)bull kolportaż powyższych informacji do wskazanych adresatoacutew

Ceny są negocjowane indywidualnie w zależności od zakresu zlecenia Możliwe są atrakcyjne upusty

Powyższe informacje oraz więcej szczegoacutełoacutew dostępne są na stroniehttpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

1p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

WydawcaStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej00-043 Warszawa ul Czackiego 35wwwsitk-rporgpl

Redaktor NaczelnyAntoni Szydło

RedakcjaKrzysztof Gasz Igor Gisterek BartłomiejKrawczyk Maciej Kruszyna (Z-ca RedaktoraNaczelnego) Agnieszka Kuniczuk - Trzcinowicz(Redaktor językowy)Piotr Mackiewicz (Sekretarz) Wojciech Puła(Redaktor statystyczny) Wiesław Spuziak Robert Wardęga Czesław Wolek

Rada naukowo-programowaMirosław Antonowicz Marek Ciesielski LeszekKrawczyk Marek Krużyński Elżbieta Marciszew-ska Leszek W Mindur Tomasz NowakowskiMarek Sitarz Wiesław Starowicz Krystyna Woje-woacutedzka-Kroacutel Elżbieta Załoga Andrzej Żurkowski

Deklaracja o wersji pierwotnej czasopismaGłoacutewną wersją czasopisma jest wersja papie-rowa Na stronie internetowej czasopisma dostępne są streszczenia artykułoacutew w języku polskim i angielskim

Adres redakcji do korespondencjiPoczta elektronicznaredakcjaprzegladkomunikacyjnypwrwrocplPoczta bdquotradycyjnardquoPiotr Mackiewicz Maciej KruszynaPolitechnika Wrocławska Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-370 WrocławFaks 71 320 45 39

Czasopismo jest umieszczone na liście Minister-stwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (4 pkt za artykuł recenzowany)

Obecna Redakcja dysponuje numerami archi-walnymi począwszy od 42010Numery archiwalne z lat 2004-2009 możnazamawiać w Oddziale krakowskim SITKul Siostrzana 11 30-804 Krakoacutewtelfaks 12 658 93 74 mrowinskasitkorgpl

Artykuły opublikowane w bdquoPrzeglądzie Komu-nikacyjnymrdquo są dostępne w bazach danych 20 bibliotek technicznych oraz są indeksowane w bazachBAZTECH httpbaztechicmeduplIndex Copernicus httpindexcopernicuscomPunktacja ICV 558 (2011)

Redakcja zastrzega sobie prawo dokonywaniazmian w materiałach nie podlegających recenzji

Projekt i DTPDrukarnia A-Zet 52-131 Wrocław ul Buforowa 34aPrzemysław Wołczuk przemododopl

ReklamaDział Marketingu sitkbazagmailcomtel 883240204

PrenumerataSzczegoacuteły i formularz zamoacutewienia na httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Nakład 500 egz

przeglądkomunikacyjny

32013rocznik LXVIIINa okładce

Zniszczona w wyniku osuwiska droga (zdjęcie z artykułu A Batoga MHawrysza s 12)

W numerze

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych 2

Aktualności 3

Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr KantyZmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej 6

Andrzej Batog Maciej Hawrysz Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie 10

Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan ZychObserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu 14

Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej SoboacutetkaWeryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU 26

Karolina Gorska Marek WyjadłowskiAnaliza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznych 32

Transportation Overview 36

Szanowni PT Czytelnicy

Oddajemy kolejny numer Przeglądu Komunikacyjnego ktoacutery poświęcony jest w całościzagadnieniom geotechniki w budownictwie infrastruktury transportowej Dostosowywanieprzepisoacutew krajowych do wymagań Eurokodoacutew jest aktualną problematyką ktoacuterej poświęca sięsporo czasu i miejsca w dyskusjach na seminariach i w publikacjach dotyczących zagadnieńposadowienia budowli inżynieryjnych W numerze w jednym z artykułoacutew omawiane są noweprzepisydotyczącezasaddokumentowaniabadańpodłożaPrzepisytezilustrowanoprzykłademprojektowymzwiązanymz likwidacjaosuwiskadrogowegoWinnejpublikacjizaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożasondąstatycznąCPTUObliczenianośności pala wykonano wykorzystując metody stosowane w Eurokodach oraz w polskiejnormie Zaproponowano metodykę doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawyoraz pobocznicy pala Ciekawa jest publikacja dotycząca formułowania kolumn kamiennychmetodą wymiany dynamicznej oraz ich wpływie na grunt w sąsiedztwie pala Obserwacjomzdziesięcioletniegookresueksploatacjinasypuzbrojonegogeosyntetykamipoddanegowpływomeksploatacji goacuterniczej na linii kolejowej w Jastrzębiu-Bziu poświęcona jest kolejna publikacjawktoacuterejAutorzypodająpraktycznewnioskidotycząceprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczych Kolejna publikacja omawia procedury określania parametroacutew geotechnicznych gruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychzwykorzystaniemwynikoacutewpomiaroacutew inklinometrycznych Proponowana procedura pozwala na aktywną modyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiWnumerzeponadtoprzeglądprasytechnicznejzzakresutransportuiinfrastrukturytransportowejŻyczędobrejlektury

Redaktor Naczelny AntoniSzydło

2p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych

Strona 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej Na początku artykułu scharakteryzowano kolumny kamienne formowane me-todą wymiany dynamicznej Następnie opisano warunki gruntowe na polet-kach badawczych metodykę wykonanych badań i proces formowania kolumny kamiennej W artykule podano wysokości zrzutu ubijaka jego zagłębienia po każdym zrzucie oraz objętości wprowadzanego kruszywa Pokazano kształty ko-lumn określone na podstawie odkrywki Kształty w obu przypadkach pozwoliły oszacować objętość kruszywa w kolumnach Wartości te odniesione do objętości wtłoczonego kruszywa stanowią podstawę do analizy poroacutewnawczej wykonanej w ostatniej części artykułu W analizie tej uwzględniono pomierzone podczas te-stoacutew wyniesienie gruntu w promieniu do 6m od osi kolumny kamiennej Całość wieńczą spostrzeżenia autoroacutew na analizowany temat Badaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowa-negoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukiPiotr Kanty jest Stypendystą w Projekcie bdquoSWIFT (Stypendia Wspomagające InnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuro-pejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

SłowakluczoweWymianadynamicznaKolumnykamienneWzmocnieniegruntu

Strona 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie W roku 2012 wprowadzono nowe przepisy dotyczące ustalania warunkoacutew posadowienia obiektoacutew budowlanych zmieniające min zasady dokumento-wania badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Zmiany te związane są z dostosowaniem krajowych przepisoacutew stosowanych w budownictwie do Eurokodoacutew Jedną z nowych form dokumentacji jest projekt geotechniczny W artykule omoacutewiono szczegoacutełowo zasady jego sporządzania Podano przykład opracowania projektu geotechnicz-nego związanego z likwidacją osuwiska drogowego

SłowakluczoweOsuwiskadrogoweStatecznośćskarpProjektgeotechniczny

Strona 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-BziuW niniejszym artykule został omoacutewiony wpływ dokonanej eksploatacji goacuter-niczej na powierzchnię terenu na ktoacuterym został wybudowany wiadukt nad torami kopalnianej linii kolejowej wraz z najazdami w Jastrzębiu-Bziu Najaz-dy nasypy tego obiektu zostały wykonane w technologii gruntu zbrojonego geosyntetykami w 2002 r i od tego czasu ciągle są poddawane wpływom eks-ploatacji Obecnie po 10-ciu latach pracy konstrukcji nasypu można wyciągnąć praktyczne wnioski w odniesieniu do przyjętych sposoboacutew budowy i wzmoc-nienia budowli ziemnych na szkodach goacuterniczych co poczyniono i opisano Za-warto wnioski i obserwacje zachowywania się ww budowli ziemnej zbrojonej geosyntetykami Referat przedstawia roacutewnież zakres dalszej projektowanej eks-ploatacji i efekt przewidywanych wpływoacutew na powierzchnię terenu

SłowakluczoweNasypWzmocnienieGeosyntetykiSzkodygoacuternicze

Strona 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTUW pracy zaprezentowano metody oceny nośności pali bazując na rozpoznaniu podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU Przedstawiono możliwe do zasto-sowania w warunkach rzeczywistych metody służące bezpośredniej ocenie nośności pali wykonywanych w technologii CFA Obliczenia przeprowadzono dla pojedynczego pala i odniesiono do metody uniwersalnej proponowanej w Eurokodzie 7 oraz metody normowej zgodnej z normą PN-83B-02482 Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością gra-niczną nośności pala wciskanego uzyskaną z proacutebnego obciążenia statycznego W pracy przedstawiono propozycję doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośno-ści podstawy ψ1 oraz pobocznicy ψ2 Wartości wspoacutełczynnikoacutew ustalono na ba-zie wyniku proacutebnego obciążenia statycznego pala oraz szacunkowej nośności pobocznicy i podstawy pala z globalnej charakterystycznej wartości nośności pala w warunkach rzeczywistych

SłowakluczoweNośnośćpalaProjektowaniepaligruntowychMetodyoszacowa-nianośnościpali

Strona 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychW artykule przedstawiono procedurę określenia parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew nasypowych oraz obliczenia niezawodności palisady z pali wierco-nych Wykorzystano wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych analizę odwrotną [1] obliczenia numeryczne oraz metody szacowania niezawodności konstrukcji Proponowana procedura pozwala na projektowanie obudowy wykopu meto-dą obserwacyjną oraz aktywną modyfikację projektu zabezpieczenia wykopu w trakcie wykonywania konstrukcji w celu osiągnięcia wymaganego wspoacuteł-czynnika niezawodności

SłowakluczowePomiaryinklinometryczneAnalizawstecznaNiezawodność

3p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Kolejny rekordowy miesiąc na krakowskim lotniskuGazetaWyborczaKrakoacutew1022013

W pierwszym miesiącu roku krakowskie lotni-sko obsłużyło 214 182 pasażeroacutew o 7 proc wię-cej niż rok wcześniej To kolejny rekord lotniska w Balicach W pierwszym miesiącu 2013 roku od-notowano 2 778 operacji lotniczych Pasażerowie najczęściej podroacuteżowali z i do Krakowa liniami Ry-anair (ponad 100 tys osoacuteb) easyJet (ponad 30 tys osoacuteb) i LOT (25 tys osoacuteb) Największe wypełnienie odnotowano na rejsach easyJet z i do Edynburga Wyniosło ono 92 proc Na ten rok zarząd Krakoacutew Airport zakłada wzrost ruchu pasażerskiego o pra-wie 7 proc do 366 mln

Lotnisko w Gdyni prawie gotowe Jeszcze system bezpieczeństwaMichałBrancewiczGazetaWyborczaTroacutejmiasto7022013

Wewnątrz gdyńskiego terminalu prowadzone są ostatnie prace wykończeniowe Na zewnątrz odbywają się odbiory układu drogowego i infra-struktury Trwa procedura wyłonienia firmy ktoacute-ra wyposaży obiekt w systemy obsługi i kontroli bagażu oraz kontroli bezpieczeństwa Port lot-niczy Gdynia - Kosakowo nabiera coraz bardziej realnych kształtoacutew Gotowy jest już budynek ter-minalu i lotniskowej straży pożarnej oraz drogi dojazdowe z infrastrukturą (parking ciągi piesze i rowerowe oświetlenie) Obecnie na roacuteżnym po-ziomie zaawansowania jest kilka innych przetar-goacutew kluczowych dla przyszłego funkcjonowania lotniska () Lotnisko ma zacząć funkcjonować w drugiej połowie 2013 roku

Marszałek sięga do kieszeni 12 milionoacutew na BabimostGazetaWyborczaGorzoacutew3022013

W 2013 r na inwestycje w port lotniczy Zielona GoacuteraBabimost poacutejdzie 12 mln zł () Na liście za-planowanych inwestycji jest kilkanaście punktoacutew Większość jest dofinansowana z unijnego LRPO ktoacuterym zarządza urząd marszałkowski Realizację zadań wzięły na siebie zarząd wojewoacutedztwa Agencja Żeglugi Powietrznej Przedsiębiorstwo Państwowe Porty Lotnicze a także IMGW - Pierw-sze prace już ruszyły Właśnie wykonujemy oświe-tlenie oznakowania pionowego Zakończymy inwestycję w drugim kwartale tego roku Naszym drugim zaawansowanym zadaniem jest budowa drogi patrolowej - w lutym rozstrzygniemy prze-targ Kolejnym - budowa strażnicy Lotniskowej Straży Pożarnej ktoacutera stanie jeszcze w tym roku - - wymienia wicemarszałek Jacek Hoffmann Mar-szałek zaplanował także rozbudowę terminalu pasażerskiego remont i rozbudowę płyt posto-jowych samolotoacutew i drogi kołowania Ostatnim punktem marszałkowskiej listy jest zakup bramek rentgenowskich ()

Helikoptery mogą wreszcie lądować przy starej czwoacuterceGazetaWyborczaGliwice12022013

Po latach starań na granicy Gliwic i Zabrza odda-no wreszcie do użytku lądowisko dla helikopte-

roacutew To dobra wiadomość dla chorych Lądowi-sko znajduje się przy nowym komisariacie policji u zbiegu autostrady A1 i drogi krajowej nr 88 To dogodne położenie ma pomoacutec policjantom szybko dotrzeć na miejsce wypadku a lądowisko umożliwi szybki transport rannych do szpitala min do Wojewoacutedzkiego Szpitala Chirurgii Urazo-wej w Piekarach Śląskich ktoacutery specjalizuje się w leczeniu ofiar wypadkoacutew i sam też zbudował na swoim terenie miejsce do lądowania ()

Trasa N-S otwarta Mieszkańcy Rudy Śląskiej zadowoleniDziennikZachodni31012013

Pierwszy niespełna kilometrowy odcinek trasy N-S ktoacutera docelowo połączy poacutełnoc Rudy Śląskiej z południową częścią miasta otwarto w czwartek dla kierowcoacutew Wcześniej miasto otrzymało dłu-go oczekiwane pozwolenie na jej użytkowanie Choć odcinek trasy był gotowy od sierpnia ub roku konieczne okazało się przeprowadzenie procedury zatwierdzającej zmiany wprowadzo-ne do projektu podczas budowy Trasa N-S (skroacutet pochodzi od angielskich słoacutew bdquopoacutełnoc-południerdquo) to najważniejsza inwestycja drogowa w Rudzie Śląskiej istotna dla komunikacji całej aglomeracji katowickiej Usprawni ruch w mieście docelowo łącząc dwie najważniejsze drogi w regionie auto-stradę A4 i Drogową Trasę Średnicową ()

Ten system ma zrewolucjonizować ruch uliczny w mieścieGazetaWyborczaGliwice1022013

W Gliwicach pod koniec wiosny ruszy najnowo-cześniejsze w kraju Centrum Sterowania Ruchem System ma zoptymalizować ruch i zapewnić kierowcom bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie CSR mieści się w nowej siedzibie Zarządu Droacuteg Miejskich przy ul Płowieckiej System zarzą-dzania ruchem ulicznym zostanie uruchomiony najpoacuteźniej w czerwcu Obejmie 60 skrzyżowań wyposażonych w sygnalizacje świetlne co po-zwoli zoptymalizować ruch i zapewni bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie () Dane o korkach i innych utrudnieniach drogowych będą wyświetlane na ledowych tablicach infor-macyjnych usytuowanych przy ul Jana Pawła II Pszczyńskiej Rybnickiej Tarnogoacuterskiej Toszeckiej Orlickiego i Chorzowskiej Pojawią się roacutewnież na nich najistotniejsze informacje pogodowe po-chodzące ze stacji meteo zamontowanej przy Nowym Świecie

Zmiany na obwodnicy Kielc Będzie łatwiejGazetaWyborczaKielce1022013

Prawie całą przebudowaną wschodnią jezdnię mają już do dyspozycji kierowcy jadący obwodni-cą Kielc () Zmiana organizacji ruchu w związku z budową kieleckiej obwodnicy w ciągu drogi ekspresowej S-7 obowiązuje od czwartku Dro-gowcy przełożyli ruch z jezdni zachodniej na wschodnią na fragmencie o długości ok 3 km począwszy od linii kolejowej pod węzłem Jaworz-nia do budowanego przejścia dla zwierząt za wę-złem jadąc od strony Warszawy () Zakończenie budowy obwodnicy Kielc planowane jest w maju

Wiosną rozbiorą bdquoślimakirdquo na Trasie bdquoŁrdquo 16 chętnychGazetaWyborczaWarszawa30012013

Aż 16 firm zgłosiło się do przebudowy ośmiu roz-sypujących się estakad na Trasie Łazienkowskiej przy Torwarze Prace zaczną się tam najwcześniej na wiosnę Na podparte dodatkowymi słupami estakady u zbiegu Trasy Łazienkowskiej i Wisło-strady kierowcy od dawna patrzą z trwogą Osiem bdquoślimakoacutewrdquo i łącznic wymaga pilnej przebudowy Dodatkowo wyremontować trzeba jedną estaka-dę na prawym brzegu Wisły - przy Wale Miedze-szyńskim Właśnie otwarto oferty firm chętnych do przebudowy Zgłosiło się aż 16 przedsię-biorstw Najtańszą ofertę zaproponował Strabag ktoacutery za prace chce 30 mln zł Jeśli przetarg uda się szybko rozstrzygnąć i nie będzie żadnych pro-testoacutew to roboty mogą się rozpocząć wczesną wiosną Mają być rozłożone na dwa lata W tym czasie etapami mają być rozbierane i na nowo stawiane kolejne estakady W czasie roboacutet można się spodziewać dużych utrudnień w ruchu

Katowice zbudują niedaleko Spodka parking dla tysiąca samochodoacutewGazetaWyborczaKatowice31012013

Firma Drogopol wygrała przetarg na budowę ogromnego parkingu przy ul Olimpijskiej Ma być gotowy w sierpniu Budowa parkingu ma koszto-wać niecałe 9 mln zł Katowicka firma Drogopol ktoacutera właśnie wygrała przetarg na jego budowę zajmie się też przygotowaniem jego projektu Plac z miejscami dla około tysiąca samochodoacutew powstanie w okolicy ul Olimpijskiej Nadgoacuterni-koacutew oraz al Roździeńskiego Będą z niego mogli korzystać min goście budowanego tu Muzeum Śląskiego oraz nowej sali koncertowej Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia

Wzrosną opłaty za parkowanie w centrum miastJerzyWoacutejcikGazetaWrocławska28012013

Prezydenci największych miast w Polsce chcą by ministerstwo transportu pozwoliło samorządom na podwyżki cen za parkowanie aut w centrum Dziennik Gazeta Prawna dotarł do projektu usta-wy ktoacutera taką możliwość wprowadzi 3 złote nie będzie już goacuterną granicą stawki jaką miasto może wziąć od kierowcy za godzinę - na razie wiadomo że będzie wzrost ale nie wiadomo o ile Pewne jest natomiast że będzie możliwość wprowadze-nia opłat za parkowanie w weekendy oraz likwi-dację ograniczeń dotyczących stawek za kolejne godziny parkowania Krakoacutew czy Warszawa już zapowiedziały że skorzystają z tych zmian We Wrocławiu decyzja jeszcze nie zapadła

Nowa wersja japońskiego bdquopociskurdquo w ruchuRailwayGazette14022013

Japoński przewoźnik JR Central włączył do eksplo-atacji nową wersję pociągu z wychylnym pudłem N700A na linii Tōkaidō Shinkansen W sumie ope-rator zamoacutewił trzynaście szesnastoczłonowych zestawoacutew o prędkości maksymalnej 270 kmh Seria N700 została po raz pierwszy włączona do eksploatacji w 2009 roku Pociągi w nowej wer-sji mają zwiększoną skuteczność hamowania o 10 proc i system detekcji wibracji woacutezkoacutew ofe-

Aktualności

4p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Aktualności

ruje też większy komfort pasażerom m in dzięki usprawnionemu wyciszeniu Oświetlenie wymie-niono na LED-owe Do eksploatacji włączono jednocześnie sześć najnowszych pociągoacutew Cere-monia uruchomienia pociągu Nozomi 203 odby-ła się na stacji w Tokio 8 lutego Jednocześnie JR Central usprawnia sygnalizację i infrastrukturę linii Tōkaidō Shinkansen w celu uruchomienia jedne-go pociągu na godzinę więcej na silnie obłożonej magistrali Od połowy marca pociągi w ktoacuterych liczba miejsc siedzących sięga 1323 zaczną jeź-dzić roacutewnież na linii Sanyo Shinkansen na zachoacuted od Osaki Dostawy mają się zakończyć w marcu przyszłego roku Dyrektor projektu Kei Sakanoue cytowany przez bdquoRailway Gazetterdquo powiedział że pociągi N700A to pierwsze pociągi dużych pręd-kości w Japonii wyposażone w urządzenia auto-matycznie zapewniające punktualność Kompu-ter pokładowy analizuje profil trasy co łącznie z sygnalizacją kabinową pozwala obliczyć pa-rametry trakcyjne zapewniające maksymalną oszczędność energii w zależności od potrzeb ndash ndash czy jest to nadrabianie opoacuteźnienia czy jazda przed czasem Nowe pociągi zużywają o 19 proc energii mniej niż ich poprzednicy sprzed czterech lat

Znowu wielki sukces Pesy Kontrakt o wartości 380 mln złGazetaWyborczaBydgoszcz30012013

Pesa dostarczy 45 tramwajoacutew dla Warszawy Bydgoska firma wygrała przetarg wart ponad 380 mln zł Pesa pokonała poznański Solaris oraz hiszpański CAF Tramwaje Warszawskie zamoacutewi-ły tramwaje dwustronne Oznacza to że kabina motorniczego znajdować będzie się zaroacutewno z przodu jak i z tyłu pojazdu a do zmiany kierun-ku jazdy nie będzie potrzebna pętla To już kolejny przetarg na dostarczenie tramwajoacutew dla stolicy wygrany przez Pesę Obecnie firma realizuje kon-trakt dotyczący 186 pojazdoacutew Pierwsze tramwaje z nowego zamoacutewienia trafią do Warszawy w cią-gu 15 roku

Nowe pociągi już wkroacutetce na śląskich torachGazetaWyborczaKatowice1022013

Zakończyły się odbiory techniczne dwoacutech ostat-nich sześcioczłonowych elfoacutew spośroacuted czterech ktoacutere w bydgoskiej Pesie zamoacutewiły Koleje Śląskie Teraz pojazdy czekają jeszcze na świadectwo zgodności typu wydawane przez Urząd Trans-portu Kolejowego Koleje Śląskie zamoacutewiły 6 pojazdoacutew z ktoacuterych cztery miały trafić do spoacutełki do końca ubiegłego roku a dwa kolejne do koń-ca lutego 2013 roku Bydgoska Pesa nie potrafi-ła się jednak uporać z zamoacutewieniem Po prawie miesięcznym opoacuteźnieniu sprawa zmierza wresz-cie do szczęśliwego finału () Zamoacutewione elfy 27WEb to sześcioczłonowe elektryczne zespoły trakcyjne dysponujące 280 miejscami siedzącymi Maksymalna prędkość wynosi około 160 km na godz a wnętrze jest wyposażone w klimatyzację system informacji pasażerskiej monitoring inter-kom umożliwiający kontakt pasażeroacutew z obsługą pojazdu oraz wieszaki na rowery Wartość całego zamoacutewienie to 219 mln zł

Szynobus zwany pożądaniem Jeden producent złożył lepszą ofertę a wygrał drugiKamilSiałkowskiGazetaWyborczaGorzoacutew12022013

Urząd Marszałkowski niespodziewanie zmienił firmę ktoacutera dostarczy cztery nowiutkie szyno-busy Pojazdy mają kursować min z Gorzowa do Berlina Zbuduje je bydgoska Pesa a nie nowosą-decki Newag - Musimy mieć pojazdy w tym roku a zwycięzca przetargu tego nie gwarantował - - usłyszeliśmy od urzędnikoacutew marszałka Na tym sprawa się nie zakończy Newag zapowiada od-wołanie Chodzi o cztery autobusy szynowe ktoacutere mają być takim symbolicznym lubuskim oknem na świat Za dwa lata będą kursowały na trasach do Niemiec - min z Gorzowa do Berlina oraz z Zielonej Goacutery do Cottbus Mają być podobne do tych ktoacutere marszałek ma już w swoich zaso-bach Roacuteżnica jest w zasadzie tylko jedna w ciągu dwoacutech lat producent ma dla tych szynobusoacutew uzyskać homologację do wjazdu na niemieckie tory Zakup pojazdoacutew będzie dofinansowany z unijnego programu LRPO (ponad 40 mln zł) ()

Pendolino tylko dla bogatych RynekKolejowy29012013

Polski rząd finalizuje rozmowy z Brukselą w spra-wie finansowania zakupu pociągoacutew Pendolino przez PKP Intercity Pierwotnie bilety na te pociągi miały być dofinansowane z budżetu państwa ale Komisja Europejska uznała to za niedozwoloną pomoc publiczną Teraz resort zamierza dofinan-sować przewozy w ramach tzw pomocy regio-nalnej Oznacza to że wskaźnik dofinansowania spadnie z 50 do 25 proc W tej sytuacji wydaje się pewne że o zapowiadanych biletach za 60 zł mo-żemy zapomnieć

Pendolino pojedzie też do Wrocławia i RzeszowaGazetaWyborcza30012013

Prezes PKP Intercity Janusz Malinowski powiedział w środę że pociągi Pendolino ktoacutere wjadą na pol-skie tory będą jeździć nie tylko na trasie Gdańsk-Warszawa-KrakoacutewKatowice Pojadą być może także do Wrocławia i Rzeszowa W środę w Warsza-wie wmurowano kamień węgielny pod budowę centrum serwisowego dla pociągoacutew Pendolino PKP Intercity kupiło 20 składoacutew tych pociągoacutew za 665 mln euro (koszt samych pociągoacutew to 400 mln euro reszta to min koszty utrzymania technicz-nego przez 17 lat) Pierwszy pociąg trafi na testy do Polski już w sierpniu tego roku Ale Pendolino mają zacząć wykonywać komercyjne połączenia w Polsce w 2014 roku Na razie jednak PKP Inter-city ma pewien kłopot z finansowaniem projektu Przewoźnik liczył że połowę pieniędzy na zakup pociągoacutew - 200 mln euro - otrzyma z unijnego programu Infrastruktura i Środowisko resztę z kredytu z Europejskiego Banku Inwestycyjnego Komisja Europejska jednak miała wątpliwości czy dofinansowanie Pendolino nie zaburzy konkuren-cji na rynku Ostatecznie dofinansowanie unijne będzie niższe

Pociąg dla Dolnego Śląska pobił rekord prędkości w PolsceMagGazetaWyborcza19022013

Pojazd wyprodukowany dla Kolei Dolnośląskich to jak informuje portal Rynek-kolejowypl pierw-szy polski pociąg ktoacutery przekroczył prędkość 200 kmh uznawaną za barierę Kolei Dużych Pręd-kości Elektryczny zespoacuteł trakcyjny typu 31WE wyprodukowała firma Newag z Nowego Sącza W zeszłym miesiącu pociąg testowany był na to-rze doświadczalnym pod Żmigrodem Eksperci sprawdzali tam głoacutewnie jego hamulce i hałas jaki powoduje podczas jazdy Od soboty pojazd pod-dawany był kolejnym proacutebom Tym razem mie-rzono maksymalną prędkość jaką może osiągnąć Eksperyment prowadzony był nocą na specjalnie z tego powodu zamkniętym odcinku Centralnej Magistrali Kolejowej Dziś w nocy pociąg przekroczył prędkość 200 kmh Jechał dokładnie 2014 kmh

Pesa Gama od początku marca w PKP IntercityRynekKolejowy19022013

Na koniec lutego wyznaczony został termin prze-kazania lokomotywy Pesa Gama do PKP Intercity Już 1 marca lokomotywa ma poprowadzić pociągi z pasażerami z Warszawy do Krakowa i Szczecina Jeszcze przed południem ani Pesa ani PKP Inter-city nie chciały oficjalnie podać terminu przekaza-nia lokomotywy W końcu udało się potwierdzić że nowy elektrowoacutez Pesy zostanie przekazany na testy ostatniego dnia lutego Przez pierwsze trzy dni marca Gama będzie prowadzić pociągi 53107 TLK bdquoNorwidrdquo ndash Gdynia Głoacutewna ndash Krakoacutew Głoacutewny 31100 TLK bdquoSmok Wawelskirdquo ndash Krakoacutew Głoacutewny ndash Warszawa Wschodnia oraz 1803 EIC bdquoChrobryrdquo ndash Warszawa Wschodnia ndash Szczecin Głoacutewny Na-stępnie lokomotywa będzie obsługiwać pociągi 15102 TLK bdquoKaszubrdquo Warszawa Wschodnia ndash Gdy-nia Głoacutewna 51103 TLK bdquoMazuryrdquo Olsztyn Głoacutewny ndash Warszawa Zachodnia 1601 EIC bdquoPanoramardquo War-szawa Wschodnia ndash Wrocław Głoacutewny 61100 TLK bdquoŚnieżkardquo Jelenia Goacutera ndash Warszawa Wschodnia Od 11 stycznia nowa lokomotywa 111Ed Gama Ma-rathon wchodzi w skład floty spoacutełki Lotos Kolej To pierwsza lokomotywa ktoacuterą wyprodukowała Pesa Zaprezentowany na targach Innotrans elek-trowoacutez wyroacuteżnia się m in dodatkowym silnikiem spalinowym

Wyremontują tory Szybciej pojedziemy do OpolaGazetaWyborczaKatowice29012013

PKP PLK ogłosiły właśnie przetarg na rewitalizację linii kolejowej na odcinku Paczyna - Toszek - Błot-nica Strzelecka Dzięki temu szybciej będą kurso-wać pociągi jadące z aglomeracji goacuternośląskiej do Opola W ramach roboacutet wymieniona zostanie nawierzchnia kolejowa dwoacutech toroacutew przejaz-doacutew kolejowych i zrewitalizowane będą obiekty inżynieryjne Oproacutecz tego na odcinku Paczyna - - Błotnica Strzelecka zostanie też kompleksowo przebudowana sieć trakcyjna oraz dwa perony na stacji Pyskowice Dzięki temu pociągi będą mogły rozwinąć prędkość do 120 kilometroacutew na godzinę podczas gdy teraz na niektoacuterych odcin-kach muszą zwalniać do 60 kilometroacutew na godzi-nę Prace mają się zakończyć 30 listopada i będą kosztować 423 mln zł netto

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

1p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

WydawcaStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej00-043 Warszawa ul Czackiego 35wwwsitk-rporgpl

Redaktor NaczelnyAntoni Szydło

RedakcjaKrzysztof Gasz Igor Gisterek BartłomiejKrawczyk Maciej Kruszyna (Z-ca RedaktoraNaczelnego) Agnieszka Kuniczuk - Trzcinowicz(Redaktor językowy)Piotr Mackiewicz (Sekretarz) Wojciech Puła(Redaktor statystyczny) Wiesław Spuziak Robert Wardęga Czesław Wolek

Rada naukowo-programowaMirosław Antonowicz Marek Ciesielski LeszekKrawczyk Marek Krużyński Elżbieta Marciszew-ska Leszek W Mindur Tomasz NowakowskiMarek Sitarz Wiesław Starowicz Krystyna Woje-woacutedzka-Kroacutel Elżbieta Załoga Andrzej Żurkowski

Deklaracja o wersji pierwotnej czasopismaGłoacutewną wersją czasopisma jest wersja papie-rowa Na stronie internetowej czasopisma dostępne są streszczenia artykułoacutew w języku polskim i angielskim

Adres redakcji do korespondencjiPoczta elektronicznaredakcjaprzegladkomunikacyjnypwrwrocplPoczta bdquotradycyjnardquoPiotr Mackiewicz Maciej KruszynaPolitechnika Wrocławska Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-370 WrocławFaks 71 320 45 39

Czasopismo jest umieszczone na liście Minister-stwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (4 pkt za artykuł recenzowany)

Obecna Redakcja dysponuje numerami archi-walnymi począwszy od 42010Numery archiwalne z lat 2004-2009 możnazamawiać w Oddziale krakowskim SITKul Siostrzana 11 30-804 Krakoacutewtelfaks 12 658 93 74 mrowinskasitkorgpl

Artykuły opublikowane w bdquoPrzeglądzie Komu-nikacyjnymrdquo są dostępne w bazach danych 20 bibliotek technicznych oraz są indeksowane w bazachBAZTECH httpbaztechicmeduplIndex Copernicus httpindexcopernicuscomPunktacja ICV 558 (2011)

Redakcja zastrzega sobie prawo dokonywaniazmian w materiałach nie podlegających recenzji

Projekt i DTPDrukarnia A-Zet 52-131 Wrocław ul Buforowa 34aPrzemysław Wołczuk przemododopl

ReklamaDział Marketingu sitkbazagmailcomtel 883240204

PrenumerataSzczegoacuteły i formularz zamoacutewienia na httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Nakład 500 egz

przeglądkomunikacyjny

32013rocznik LXVIIINa okładce

Zniszczona w wyniku osuwiska droga (zdjęcie z artykułu A Batoga MHawrysza s 12)

W numerze

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych 2

Aktualności 3

Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr KantyZmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej 6

Andrzej Batog Maciej Hawrysz Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie 10

Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan ZychObserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu 14

Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej SoboacutetkaWeryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU 26

Karolina Gorska Marek WyjadłowskiAnaliza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznych 32

Transportation Overview 36

Szanowni PT Czytelnicy

Oddajemy kolejny numer Przeglądu Komunikacyjnego ktoacutery poświęcony jest w całościzagadnieniom geotechniki w budownictwie infrastruktury transportowej Dostosowywanieprzepisoacutew krajowych do wymagań Eurokodoacutew jest aktualną problematyką ktoacuterej poświęca sięsporo czasu i miejsca w dyskusjach na seminariach i w publikacjach dotyczących zagadnieńposadowienia budowli inżynieryjnych W numerze w jednym z artykułoacutew omawiane są noweprzepisydotyczącezasaddokumentowaniabadańpodłożaPrzepisytezilustrowanoprzykłademprojektowymzwiązanymz likwidacjaosuwiskadrogowegoWinnejpublikacjizaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożasondąstatycznąCPTUObliczenianośności pala wykonano wykorzystując metody stosowane w Eurokodach oraz w polskiejnormie Zaproponowano metodykę doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawyoraz pobocznicy pala Ciekawa jest publikacja dotycząca formułowania kolumn kamiennychmetodą wymiany dynamicznej oraz ich wpływie na grunt w sąsiedztwie pala Obserwacjomzdziesięcioletniegookresueksploatacjinasypuzbrojonegogeosyntetykamipoddanegowpływomeksploatacji goacuterniczej na linii kolejowej w Jastrzębiu-Bziu poświęcona jest kolejna publikacjawktoacuterejAutorzypodająpraktycznewnioskidotycząceprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczych Kolejna publikacja omawia procedury określania parametroacutew geotechnicznych gruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychzwykorzystaniemwynikoacutewpomiaroacutew inklinometrycznych Proponowana procedura pozwala na aktywną modyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiWnumerzeponadtoprzeglądprasytechnicznejzzakresutransportuiinfrastrukturytransportowejŻyczędobrejlektury

Redaktor Naczelny AntoniSzydło

2p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych

Strona 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej Na początku artykułu scharakteryzowano kolumny kamienne formowane me-todą wymiany dynamicznej Następnie opisano warunki gruntowe na polet-kach badawczych metodykę wykonanych badań i proces formowania kolumny kamiennej W artykule podano wysokości zrzutu ubijaka jego zagłębienia po każdym zrzucie oraz objętości wprowadzanego kruszywa Pokazano kształty ko-lumn określone na podstawie odkrywki Kształty w obu przypadkach pozwoliły oszacować objętość kruszywa w kolumnach Wartości te odniesione do objętości wtłoczonego kruszywa stanowią podstawę do analizy poroacutewnawczej wykonanej w ostatniej części artykułu W analizie tej uwzględniono pomierzone podczas te-stoacutew wyniesienie gruntu w promieniu do 6m od osi kolumny kamiennej Całość wieńczą spostrzeżenia autoroacutew na analizowany temat Badaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowa-negoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukiPiotr Kanty jest Stypendystą w Projekcie bdquoSWIFT (Stypendia Wspomagające InnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuro-pejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

SłowakluczoweWymianadynamicznaKolumnykamienneWzmocnieniegruntu

Strona 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie W roku 2012 wprowadzono nowe przepisy dotyczące ustalania warunkoacutew posadowienia obiektoacutew budowlanych zmieniające min zasady dokumento-wania badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Zmiany te związane są z dostosowaniem krajowych przepisoacutew stosowanych w budownictwie do Eurokodoacutew Jedną z nowych form dokumentacji jest projekt geotechniczny W artykule omoacutewiono szczegoacutełowo zasady jego sporządzania Podano przykład opracowania projektu geotechnicz-nego związanego z likwidacją osuwiska drogowego

SłowakluczoweOsuwiskadrogoweStatecznośćskarpProjektgeotechniczny

Strona 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-BziuW niniejszym artykule został omoacutewiony wpływ dokonanej eksploatacji goacuter-niczej na powierzchnię terenu na ktoacuterym został wybudowany wiadukt nad torami kopalnianej linii kolejowej wraz z najazdami w Jastrzębiu-Bziu Najaz-dy nasypy tego obiektu zostały wykonane w technologii gruntu zbrojonego geosyntetykami w 2002 r i od tego czasu ciągle są poddawane wpływom eks-ploatacji Obecnie po 10-ciu latach pracy konstrukcji nasypu można wyciągnąć praktyczne wnioski w odniesieniu do przyjętych sposoboacutew budowy i wzmoc-nienia budowli ziemnych na szkodach goacuterniczych co poczyniono i opisano Za-warto wnioski i obserwacje zachowywania się ww budowli ziemnej zbrojonej geosyntetykami Referat przedstawia roacutewnież zakres dalszej projektowanej eks-ploatacji i efekt przewidywanych wpływoacutew na powierzchnię terenu

SłowakluczoweNasypWzmocnienieGeosyntetykiSzkodygoacuternicze

Strona 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTUW pracy zaprezentowano metody oceny nośności pali bazując na rozpoznaniu podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU Przedstawiono możliwe do zasto-sowania w warunkach rzeczywistych metody służące bezpośredniej ocenie nośności pali wykonywanych w technologii CFA Obliczenia przeprowadzono dla pojedynczego pala i odniesiono do metody uniwersalnej proponowanej w Eurokodzie 7 oraz metody normowej zgodnej z normą PN-83B-02482 Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością gra-niczną nośności pala wciskanego uzyskaną z proacutebnego obciążenia statycznego W pracy przedstawiono propozycję doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośno-ści podstawy ψ1 oraz pobocznicy ψ2 Wartości wspoacutełczynnikoacutew ustalono na ba-zie wyniku proacutebnego obciążenia statycznego pala oraz szacunkowej nośności pobocznicy i podstawy pala z globalnej charakterystycznej wartości nośności pala w warunkach rzeczywistych

SłowakluczoweNośnośćpalaProjektowaniepaligruntowychMetodyoszacowa-nianośnościpali

Strona 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychW artykule przedstawiono procedurę określenia parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew nasypowych oraz obliczenia niezawodności palisady z pali wierco-nych Wykorzystano wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych analizę odwrotną [1] obliczenia numeryczne oraz metody szacowania niezawodności konstrukcji Proponowana procedura pozwala na projektowanie obudowy wykopu meto-dą obserwacyjną oraz aktywną modyfikację projektu zabezpieczenia wykopu w trakcie wykonywania konstrukcji w celu osiągnięcia wymaganego wspoacuteł-czynnika niezawodności

SłowakluczowePomiaryinklinometryczneAnalizawstecznaNiezawodność

3p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Kolejny rekordowy miesiąc na krakowskim lotniskuGazetaWyborczaKrakoacutew1022013

W pierwszym miesiącu roku krakowskie lotni-sko obsłużyło 214 182 pasażeroacutew o 7 proc wię-cej niż rok wcześniej To kolejny rekord lotniska w Balicach W pierwszym miesiącu 2013 roku od-notowano 2 778 operacji lotniczych Pasażerowie najczęściej podroacuteżowali z i do Krakowa liniami Ry-anair (ponad 100 tys osoacuteb) easyJet (ponad 30 tys osoacuteb) i LOT (25 tys osoacuteb) Największe wypełnienie odnotowano na rejsach easyJet z i do Edynburga Wyniosło ono 92 proc Na ten rok zarząd Krakoacutew Airport zakłada wzrost ruchu pasażerskiego o pra-wie 7 proc do 366 mln

Lotnisko w Gdyni prawie gotowe Jeszcze system bezpieczeństwaMichałBrancewiczGazetaWyborczaTroacutejmiasto7022013

Wewnątrz gdyńskiego terminalu prowadzone są ostatnie prace wykończeniowe Na zewnątrz odbywają się odbiory układu drogowego i infra-struktury Trwa procedura wyłonienia firmy ktoacute-ra wyposaży obiekt w systemy obsługi i kontroli bagażu oraz kontroli bezpieczeństwa Port lot-niczy Gdynia - Kosakowo nabiera coraz bardziej realnych kształtoacutew Gotowy jest już budynek ter-minalu i lotniskowej straży pożarnej oraz drogi dojazdowe z infrastrukturą (parking ciągi piesze i rowerowe oświetlenie) Obecnie na roacuteżnym po-ziomie zaawansowania jest kilka innych przetar-goacutew kluczowych dla przyszłego funkcjonowania lotniska () Lotnisko ma zacząć funkcjonować w drugiej połowie 2013 roku

Marszałek sięga do kieszeni 12 milionoacutew na BabimostGazetaWyborczaGorzoacutew3022013

W 2013 r na inwestycje w port lotniczy Zielona GoacuteraBabimost poacutejdzie 12 mln zł () Na liście za-planowanych inwestycji jest kilkanaście punktoacutew Większość jest dofinansowana z unijnego LRPO ktoacuterym zarządza urząd marszałkowski Realizację zadań wzięły na siebie zarząd wojewoacutedztwa Agencja Żeglugi Powietrznej Przedsiębiorstwo Państwowe Porty Lotnicze a także IMGW - Pierw-sze prace już ruszyły Właśnie wykonujemy oświe-tlenie oznakowania pionowego Zakończymy inwestycję w drugim kwartale tego roku Naszym drugim zaawansowanym zadaniem jest budowa drogi patrolowej - w lutym rozstrzygniemy prze-targ Kolejnym - budowa strażnicy Lotniskowej Straży Pożarnej ktoacutera stanie jeszcze w tym roku - - wymienia wicemarszałek Jacek Hoffmann Mar-szałek zaplanował także rozbudowę terminalu pasażerskiego remont i rozbudowę płyt posto-jowych samolotoacutew i drogi kołowania Ostatnim punktem marszałkowskiej listy jest zakup bramek rentgenowskich ()

Helikoptery mogą wreszcie lądować przy starej czwoacuterceGazetaWyborczaGliwice12022013

Po latach starań na granicy Gliwic i Zabrza odda-no wreszcie do użytku lądowisko dla helikopte-

roacutew To dobra wiadomość dla chorych Lądowi-sko znajduje się przy nowym komisariacie policji u zbiegu autostrady A1 i drogi krajowej nr 88 To dogodne położenie ma pomoacutec policjantom szybko dotrzeć na miejsce wypadku a lądowisko umożliwi szybki transport rannych do szpitala min do Wojewoacutedzkiego Szpitala Chirurgii Urazo-wej w Piekarach Śląskich ktoacutery specjalizuje się w leczeniu ofiar wypadkoacutew i sam też zbudował na swoim terenie miejsce do lądowania ()

Trasa N-S otwarta Mieszkańcy Rudy Śląskiej zadowoleniDziennikZachodni31012013

Pierwszy niespełna kilometrowy odcinek trasy N-S ktoacutera docelowo połączy poacutełnoc Rudy Śląskiej z południową częścią miasta otwarto w czwartek dla kierowcoacutew Wcześniej miasto otrzymało dłu-go oczekiwane pozwolenie na jej użytkowanie Choć odcinek trasy był gotowy od sierpnia ub roku konieczne okazało się przeprowadzenie procedury zatwierdzającej zmiany wprowadzo-ne do projektu podczas budowy Trasa N-S (skroacutet pochodzi od angielskich słoacutew bdquopoacutełnoc-południerdquo) to najważniejsza inwestycja drogowa w Rudzie Śląskiej istotna dla komunikacji całej aglomeracji katowickiej Usprawni ruch w mieście docelowo łącząc dwie najważniejsze drogi w regionie auto-stradę A4 i Drogową Trasę Średnicową ()

Ten system ma zrewolucjonizować ruch uliczny w mieścieGazetaWyborczaGliwice1022013

W Gliwicach pod koniec wiosny ruszy najnowo-cześniejsze w kraju Centrum Sterowania Ruchem System ma zoptymalizować ruch i zapewnić kierowcom bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie CSR mieści się w nowej siedzibie Zarządu Droacuteg Miejskich przy ul Płowieckiej System zarzą-dzania ruchem ulicznym zostanie uruchomiony najpoacuteźniej w czerwcu Obejmie 60 skrzyżowań wyposażonych w sygnalizacje świetlne co po-zwoli zoptymalizować ruch i zapewni bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie () Dane o korkach i innych utrudnieniach drogowych będą wyświetlane na ledowych tablicach infor-macyjnych usytuowanych przy ul Jana Pawła II Pszczyńskiej Rybnickiej Tarnogoacuterskiej Toszeckiej Orlickiego i Chorzowskiej Pojawią się roacutewnież na nich najistotniejsze informacje pogodowe po-chodzące ze stacji meteo zamontowanej przy Nowym Świecie

Zmiany na obwodnicy Kielc Będzie łatwiejGazetaWyborczaKielce1022013

Prawie całą przebudowaną wschodnią jezdnię mają już do dyspozycji kierowcy jadący obwodni-cą Kielc () Zmiana organizacji ruchu w związku z budową kieleckiej obwodnicy w ciągu drogi ekspresowej S-7 obowiązuje od czwartku Dro-gowcy przełożyli ruch z jezdni zachodniej na wschodnią na fragmencie o długości ok 3 km począwszy od linii kolejowej pod węzłem Jaworz-nia do budowanego przejścia dla zwierząt za wę-złem jadąc od strony Warszawy () Zakończenie budowy obwodnicy Kielc planowane jest w maju

Wiosną rozbiorą bdquoślimakirdquo na Trasie bdquoŁrdquo 16 chętnychGazetaWyborczaWarszawa30012013

Aż 16 firm zgłosiło się do przebudowy ośmiu roz-sypujących się estakad na Trasie Łazienkowskiej przy Torwarze Prace zaczną się tam najwcześniej na wiosnę Na podparte dodatkowymi słupami estakady u zbiegu Trasy Łazienkowskiej i Wisło-strady kierowcy od dawna patrzą z trwogą Osiem bdquoślimakoacutewrdquo i łącznic wymaga pilnej przebudowy Dodatkowo wyremontować trzeba jedną estaka-dę na prawym brzegu Wisły - przy Wale Miedze-szyńskim Właśnie otwarto oferty firm chętnych do przebudowy Zgłosiło się aż 16 przedsię-biorstw Najtańszą ofertę zaproponował Strabag ktoacutery za prace chce 30 mln zł Jeśli przetarg uda się szybko rozstrzygnąć i nie będzie żadnych pro-testoacutew to roboty mogą się rozpocząć wczesną wiosną Mają być rozłożone na dwa lata W tym czasie etapami mają być rozbierane i na nowo stawiane kolejne estakady W czasie roboacutet można się spodziewać dużych utrudnień w ruchu

Katowice zbudują niedaleko Spodka parking dla tysiąca samochodoacutewGazetaWyborczaKatowice31012013

Firma Drogopol wygrała przetarg na budowę ogromnego parkingu przy ul Olimpijskiej Ma być gotowy w sierpniu Budowa parkingu ma koszto-wać niecałe 9 mln zł Katowicka firma Drogopol ktoacutera właśnie wygrała przetarg na jego budowę zajmie się też przygotowaniem jego projektu Plac z miejscami dla około tysiąca samochodoacutew powstanie w okolicy ul Olimpijskiej Nadgoacuterni-koacutew oraz al Roździeńskiego Będą z niego mogli korzystać min goście budowanego tu Muzeum Śląskiego oraz nowej sali koncertowej Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia

Wzrosną opłaty za parkowanie w centrum miastJerzyWoacutejcikGazetaWrocławska28012013

Prezydenci największych miast w Polsce chcą by ministerstwo transportu pozwoliło samorządom na podwyżki cen za parkowanie aut w centrum Dziennik Gazeta Prawna dotarł do projektu usta-wy ktoacutera taką możliwość wprowadzi 3 złote nie będzie już goacuterną granicą stawki jaką miasto może wziąć od kierowcy za godzinę - na razie wiadomo że będzie wzrost ale nie wiadomo o ile Pewne jest natomiast że będzie możliwość wprowadze-nia opłat za parkowanie w weekendy oraz likwi-dację ograniczeń dotyczących stawek za kolejne godziny parkowania Krakoacutew czy Warszawa już zapowiedziały że skorzystają z tych zmian We Wrocławiu decyzja jeszcze nie zapadła

Nowa wersja japońskiego bdquopociskurdquo w ruchuRailwayGazette14022013

Japoński przewoźnik JR Central włączył do eksplo-atacji nową wersję pociągu z wychylnym pudłem N700A na linii Tōkaidō Shinkansen W sumie ope-rator zamoacutewił trzynaście szesnastoczłonowych zestawoacutew o prędkości maksymalnej 270 kmh Seria N700 została po raz pierwszy włączona do eksploatacji w 2009 roku Pociągi w nowej wer-sji mają zwiększoną skuteczność hamowania o 10 proc i system detekcji wibracji woacutezkoacutew ofe-

Aktualności

4p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Aktualności

ruje też większy komfort pasażerom m in dzięki usprawnionemu wyciszeniu Oświetlenie wymie-niono na LED-owe Do eksploatacji włączono jednocześnie sześć najnowszych pociągoacutew Cere-monia uruchomienia pociągu Nozomi 203 odby-ła się na stacji w Tokio 8 lutego Jednocześnie JR Central usprawnia sygnalizację i infrastrukturę linii Tōkaidō Shinkansen w celu uruchomienia jedne-go pociągu na godzinę więcej na silnie obłożonej magistrali Od połowy marca pociągi w ktoacuterych liczba miejsc siedzących sięga 1323 zaczną jeź-dzić roacutewnież na linii Sanyo Shinkansen na zachoacuted od Osaki Dostawy mają się zakończyć w marcu przyszłego roku Dyrektor projektu Kei Sakanoue cytowany przez bdquoRailway Gazetterdquo powiedział że pociągi N700A to pierwsze pociągi dużych pręd-kości w Japonii wyposażone w urządzenia auto-matycznie zapewniające punktualność Kompu-ter pokładowy analizuje profil trasy co łącznie z sygnalizacją kabinową pozwala obliczyć pa-rametry trakcyjne zapewniające maksymalną oszczędność energii w zależności od potrzeb ndash ndash czy jest to nadrabianie opoacuteźnienia czy jazda przed czasem Nowe pociągi zużywają o 19 proc energii mniej niż ich poprzednicy sprzed czterech lat

Znowu wielki sukces Pesy Kontrakt o wartości 380 mln złGazetaWyborczaBydgoszcz30012013

Pesa dostarczy 45 tramwajoacutew dla Warszawy Bydgoska firma wygrała przetarg wart ponad 380 mln zł Pesa pokonała poznański Solaris oraz hiszpański CAF Tramwaje Warszawskie zamoacutewi-ły tramwaje dwustronne Oznacza to że kabina motorniczego znajdować będzie się zaroacutewno z przodu jak i z tyłu pojazdu a do zmiany kierun-ku jazdy nie będzie potrzebna pętla To już kolejny przetarg na dostarczenie tramwajoacutew dla stolicy wygrany przez Pesę Obecnie firma realizuje kon-trakt dotyczący 186 pojazdoacutew Pierwsze tramwaje z nowego zamoacutewienia trafią do Warszawy w cią-gu 15 roku

Nowe pociągi już wkroacutetce na śląskich torachGazetaWyborczaKatowice1022013

Zakończyły się odbiory techniczne dwoacutech ostat-nich sześcioczłonowych elfoacutew spośroacuted czterech ktoacutere w bydgoskiej Pesie zamoacutewiły Koleje Śląskie Teraz pojazdy czekają jeszcze na świadectwo zgodności typu wydawane przez Urząd Trans-portu Kolejowego Koleje Śląskie zamoacutewiły 6 pojazdoacutew z ktoacuterych cztery miały trafić do spoacutełki do końca ubiegłego roku a dwa kolejne do koń-ca lutego 2013 roku Bydgoska Pesa nie potrafi-ła się jednak uporać z zamoacutewieniem Po prawie miesięcznym opoacuteźnieniu sprawa zmierza wresz-cie do szczęśliwego finału () Zamoacutewione elfy 27WEb to sześcioczłonowe elektryczne zespoły trakcyjne dysponujące 280 miejscami siedzącymi Maksymalna prędkość wynosi około 160 km na godz a wnętrze jest wyposażone w klimatyzację system informacji pasażerskiej monitoring inter-kom umożliwiający kontakt pasażeroacutew z obsługą pojazdu oraz wieszaki na rowery Wartość całego zamoacutewienie to 219 mln zł

Szynobus zwany pożądaniem Jeden producent złożył lepszą ofertę a wygrał drugiKamilSiałkowskiGazetaWyborczaGorzoacutew12022013

Urząd Marszałkowski niespodziewanie zmienił firmę ktoacutera dostarczy cztery nowiutkie szyno-busy Pojazdy mają kursować min z Gorzowa do Berlina Zbuduje je bydgoska Pesa a nie nowosą-decki Newag - Musimy mieć pojazdy w tym roku a zwycięzca przetargu tego nie gwarantował - - usłyszeliśmy od urzędnikoacutew marszałka Na tym sprawa się nie zakończy Newag zapowiada od-wołanie Chodzi o cztery autobusy szynowe ktoacutere mają być takim symbolicznym lubuskim oknem na świat Za dwa lata będą kursowały na trasach do Niemiec - min z Gorzowa do Berlina oraz z Zielonej Goacutery do Cottbus Mają być podobne do tych ktoacutere marszałek ma już w swoich zaso-bach Roacuteżnica jest w zasadzie tylko jedna w ciągu dwoacutech lat producent ma dla tych szynobusoacutew uzyskać homologację do wjazdu na niemieckie tory Zakup pojazdoacutew będzie dofinansowany z unijnego programu LRPO (ponad 40 mln zł) ()

Pendolino tylko dla bogatych RynekKolejowy29012013

Polski rząd finalizuje rozmowy z Brukselą w spra-wie finansowania zakupu pociągoacutew Pendolino przez PKP Intercity Pierwotnie bilety na te pociągi miały być dofinansowane z budżetu państwa ale Komisja Europejska uznała to za niedozwoloną pomoc publiczną Teraz resort zamierza dofinan-sować przewozy w ramach tzw pomocy regio-nalnej Oznacza to że wskaźnik dofinansowania spadnie z 50 do 25 proc W tej sytuacji wydaje się pewne że o zapowiadanych biletach za 60 zł mo-żemy zapomnieć

Pendolino pojedzie też do Wrocławia i RzeszowaGazetaWyborcza30012013

Prezes PKP Intercity Janusz Malinowski powiedział w środę że pociągi Pendolino ktoacutere wjadą na pol-skie tory będą jeździć nie tylko na trasie Gdańsk-Warszawa-KrakoacutewKatowice Pojadą być może także do Wrocławia i Rzeszowa W środę w Warsza-wie wmurowano kamień węgielny pod budowę centrum serwisowego dla pociągoacutew Pendolino PKP Intercity kupiło 20 składoacutew tych pociągoacutew za 665 mln euro (koszt samych pociągoacutew to 400 mln euro reszta to min koszty utrzymania technicz-nego przez 17 lat) Pierwszy pociąg trafi na testy do Polski już w sierpniu tego roku Ale Pendolino mają zacząć wykonywać komercyjne połączenia w Polsce w 2014 roku Na razie jednak PKP Inter-city ma pewien kłopot z finansowaniem projektu Przewoźnik liczył że połowę pieniędzy na zakup pociągoacutew - 200 mln euro - otrzyma z unijnego programu Infrastruktura i Środowisko resztę z kredytu z Europejskiego Banku Inwestycyjnego Komisja Europejska jednak miała wątpliwości czy dofinansowanie Pendolino nie zaburzy konkuren-cji na rynku Ostatecznie dofinansowanie unijne będzie niższe

Pociąg dla Dolnego Śląska pobił rekord prędkości w PolsceMagGazetaWyborcza19022013

Pojazd wyprodukowany dla Kolei Dolnośląskich to jak informuje portal Rynek-kolejowypl pierw-szy polski pociąg ktoacutery przekroczył prędkość 200 kmh uznawaną za barierę Kolei Dużych Pręd-kości Elektryczny zespoacuteł trakcyjny typu 31WE wyprodukowała firma Newag z Nowego Sącza W zeszłym miesiącu pociąg testowany był na to-rze doświadczalnym pod Żmigrodem Eksperci sprawdzali tam głoacutewnie jego hamulce i hałas jaki powoduje podczas jazdy Od soboty pojazd pod-dawany był kolejnym proacutebom Tym razem mie-rzono maksymalną prędkość jaką może osiągnąć Eksperyment prowadzony był nocą na specjalnie z tego powodu zamkniętym odcinku Centralnej Magistrali Kolejowej Dziś w nocy pociąg przekroczył prędkość 200 kmh Jechał dokładnie 2014 kmh

Pesa Gama od początku marca w PKP IntercityRynekKolejowy19022013

Na koniec lutego wyznaczony został termin prze-kazania lokomotywy Pesa Gama do PKP Intercity Już 1 marca lokomotywa ma poprowadzić pociągi z pasażerami z Warszawy do Krakowa i Szczecina Jeszcze przed południem ani Pesa ani PKP Inter-city nie chciały oficjalnie podać terminu przekaza-nia lokomotywy W końcu udało się potwierdzić że nowy elektrowoacutez Pesy zostanie przekazany na testy ostatniego dnia lutego Przez pierwsze trzy dni marca Gama będzie prowadzić pociągi 53107 TLK bdquoNorwidrdquo ndash Gdynia Głoacutewna ndash Krakoacutew Głoacutewny 31100 TLK bdquoSmok Wawelskirdquo ndash Krakoacutew Głoacutewny ndash Warszawa Wschodnia oraz 1803 EIC bdquoChrobryrdquo ndash Warszawa Wschodnia ndash Szczecin Głoacutewny Na-stępnie lokomotywa będzie obsługiwać pociągi 15102 TLK bdquoKaszubrdquo Warszawa Wschodnia ndash Gdy-nia Głoacutewna 51103 TLK bdquoMazuryrdquo Olsztyn Głoacutewny ndash Warszawa Zachodnia 1601 EIC bdquoPanoramardquo War-szawa Wschodnia ndash Wrocław Głoacutewny 61100 TLK bdquoŚnieżkardquo Jelenia Goacutera ndash Warszawa Wschodnia Od 11 stycznia nowa lokomotywa 111Ed Gama Ma-rathon wchodzi w skład floty spoacutełki Lotos Kolej To pierwsza lokomotywa ktoacuterą wyprodukowała Pesa Zaprezentowany na targach Innotrans elek-trowoacutez wyroacuteżnia się m in dodatkowym silnikiem spalinowym

Wyremontują tory Szybciej pojedziemy do OpolaGazetaWyborczaKatowice29012013

PKP PLK ogłosiły właśnie przetarg na rewitalizację linii kolejowej na odcinku Paczyna - Toszek - Błot-nica Strzelecka Dzięki temu szybciej będą kurso-wać pociągi jadące z aglomeracji goacuternośląskiej do Opola W ramach roboacutet wymieniona zostanie nawierzchnia kolejowa dwoacutech toroacutew przejaz-doacutew kolejowych i zrewitalizowane będą obiekty inżynieryjne Oproacutecz tego na odcinku Paczyna - - Błotnica Strzelecka zostanie też kompleksowo przebudowana sieć trakcyjna oraz dwa perony na stacji Pyskowice Dzięki temu pociągi będą mogły rozwinąć prędkość do 120 kilometroacutew na godzinę podczas gdy teraz na niektoacuterych odcin-kach muszą zwalniać do 60 kilometroacutew na godzi-nę Prace mają się zakończyć 30 listopada i będą kosztować 423 mln zł netto

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

2p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Streszczenia artykułoacutew recenzowanych

Strona 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznej Na początku artykułu scharakteryzowano kolumny kamienne formowane me-todą wymiany dynamicznej Następnie opisano warunki gruntowe na polet-kach badawczych metodykę wykonanych badań i proces formowania kolumny kamiennej W artykule podano wysokości zrzutu ubijaka jego zagłębienia po każdym zrzucie oraz objętości wprowadzanego kruszywa Pokazano kształty ko-lumn określone na podstawie odkrywki Kształty w obu przypadkach pozwoliły oszacować objętość kruszywa w kolumnach Wartości te odniesione do objętości wtłoczonego kruszywa stanowią podstawę do analizy poroacutewnawczej wykonanej w ostatniej części artykułu W analizie tej uwzględniono pomierzone podczas te-stoacutew wyniesienie gruntu w promieniu do 6m od osi kolumny kamiennej Całość wieńczą spostrzeżenia autoroacutew na analizowany temat Badaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowa-negoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukiPiotr Kanty jest Stypendystą w Projekcie bdquoSWIFT (Stypendia Wspomagające InnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuro-pejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

SłowakluczoweWymianadynamicznaKolumnykamienneWzmocnieniegruntu

Strona 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie W roku 2012 wprowadzono nowe przepisy dotyczące ustalania warunkoacutew posadowienia obiektoacutew budowlanych zmieniające min zasady dokumento-wania badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Zmiany te związane są z dostosowaniem krajowych przepisoacutew stosowanych w budownictwie do Eurokodoacutew Jedną z nowych form dokumentacji jest projekt geotechniczny W artykule omoacutewiono szczegoacutełowo zasady jego sporządzania Podano przykład opracowania projektu geotechnicz-nego związanego z likwidacją osuwiska drogowego

SłowakluczoweOsuwiskadrogoweStatecznośćskarpProjektgeotechniczny

Strona 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlegającym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-BziuW niniejszym artykule został omoacutewiony wpływ dokonanej eksploatacji goacuter-niczej na powierzchnię terenu na ktoacuterym został wybudowany wiadukt nad torami kopalnianej linii kolejowej wraz z najazdami w Jastrzębiu-Bziu Najaz-dy nasypy tego obiektu zostały wykonane w technologii gruntu zbrojonego geosyntetykami w 2002 r i od tego czasu ciągle są poddawane wpływom eks-ploatacji Obecnie po 10-ciu latach pracy konstrukcji nasypu można wyciągnąć praktyczne wnioski w odniesieniu do przyjętych sposoboacutew budowy i wzmoc-nienia budowli ziemnych na szkodach goacuterniczych co poczyniono i opisano Za-warto wnioski i obserwacje zachowywania się ww budowli ziemnej zbrojonej geosyntetykami Referat przedstawia roacutewnież zakres dalszej projektowanej eks-ploatacji i efekt przewidywanych wpływoacutew na powierzchnię terenu

SłowakluczoweNasypWzmocnienieGeosyntetykiSzkodygoacuternicze

Strona 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTUW pracy zaprezentowano metody oceny nośności pali bazując na rozpoznaniu podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU Przedstawiono możliwe do zasto-sowania w warunkach rzeczywistych metody służące bezpośredniej ocenie nośności pali wykonywanych w technologii CFA Obliczenia przeprowadzono dla pojedynczego pala i odniesiono do metody uniwersalnej proponowanej w Eurokodzie 7 oraz metody normowej zgodnej z normą PN-83B-02482 Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością gra-niczną nośności pala wciskanego uzyskaną z proacutebnego obciążenia statycznego W pracy przedstawiono propozycję doboru lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośno-ści podstawy ψ1 oraz pobocznicy ψ2 Wartości wspoacutełczynnikoacutew ustalono na ba-zie wyniku proacutebnego obciążenia statycznego pala oraz szacunkowej nośności pobocznicy i podstawy pala z globalnej charakterystycznej wartości nośności pala w warunkach rzeczywistych

SłowakluczoweNośnośćpalaProjektowaniepaligruntowychMetodyoszacowa-nianośnościpali

Strona 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychW artykule przedstawiono procedurę określenia parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew nasypowych oraz obliczenia niezawodności palisady z pali wierco-nych Wykorzystano wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych analizę odwrotną [1] obliczenia numeryczne oraz metody szacowania niezawodności konstrukcji Proponowana procedura pozwala na projektowanie obudowy wykopu meto-dą obserwacyjną oraz aktywną modyfikację projektu zabezpieczenia wykopu w trakcie wykonywania konstrukcji w celu osiągnięcia wymaganego wspoacuteł-czynnika niezawodności

SłowakluczowePomiaryinklinometryczneAnalizawstecznaNiezawodność

3p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Kolejny rekordowy miesiąc na krakowskim lotniskuGazetaWyborczaKrakoacutew1022013

W pierwszym miesiącu roku krakowskie lotni-sko obsłużyło 214 182 pasażeroacutew o 7 proc wię-cej niż rok wcześniej To kolejny rekord lotniska w Balicach W pierwszym miesiącu 2013 roku od-notowano 2 778 operacji lotniczych Pasażerowie najczęściej podroacuteżowali z i do Krakowa liniami Ry-anair (ponad 100 tys osoacuteb) easyJet (ponad 30 tys osoacuteb) i LOT (25 tys osoacuteb) Największe wypełnienie odnotowano na rejsach easyJet z i do Edynburga Wyniosło ono 92 proc Na ten rok zarząd Krakoacutew Airport zakłada wzrost ruchu pasażerskiego o pra-wie 7 proc do 366 mln

Lotnisko w Gdyni prawie gotowe Jeszcze system bezpieczeństwaMichałBrancewiczGazetaWyborczaTroacutejmiasto7022013

Wewnątrz gdyńskiego terminalu prowadzone są ostatnie prace wykończeniowe Na zewnątrz odbywają się odbiory układu drogowego i infra-struktury Trwa procedura wyłonienia firmy ktoacute-ra wyposaży obiekt w systemy obsługi i kontroli bagażu oraz kontroli bezpieczeństwa Port lot-niczy Gdynia - Kosakowo nabiera coraz bardziej realnych kształtoacutew Gotowy jest już budynek ter-minalu i lotniskowej straży pożarnej oraz drogi dojazdowe z infrastrukturą (parking ciągi piesze i rowerowe oświetlenie) Obecnie na roacuteżnym po-ziomie zaawansowania jest kilka innych przetar-goacutew kluczowych dla przyszłego funkcjonowania lotniska () Lotnisko ma zacząć funkcjonować w drugiej połowie 2013 roku

Marszałek sięga do kieszeni 12 milionoacutew na BabimostGazetaWyborczaGorzoacutew3022013

W 2013 r na inwestycje w port lotniczy Zielona GoacuteraBabimost poacutejdzie 12 mln zł () Na liście za-planowanych inwestycji jest kilkanaście punktoacutew Większość jest dofinansowana z unijnego LRPO ktoacuterym zarządza urząd marszałkowski Realizację zadań wzięły na siebie zarząd wojewoacutedztwa Agencja Żeglugi Powietrznej Przedsiębiorstwo Państwowe Porty Lotnicze a także IMGW - Pierw-sze prace już ruszyły Właśnie wykonujemy oświe-tlenie oznakowania pionowego Zakończymy inwestycję w drugim kwartale tego roku Naszym drugim zaawansowanym zadaniem jest budowa drogi patrolowej - w lutym rozstrzygniemy prze-targ Kolejnym - budowa strażnicy Lotniskowej Straży Pożarnej ktoacutera stanie jeszcze w tym roku - - wymienia wicemarszałek Jacek Hoffmann Mar-szałek zaplanował także rozbudowę terminalu pasażerskiego remont i rozbudowę płyt posto-jowych samolotoacutew i drogi kołowania Ostatnim punktem marszałkowskiej listy jest zakup bramek rentgenowskich ()

Helikoptery mogą wreszcie lądować przy starej czwoacuterceGazetaWyborczaGliwice12022013

Po latach starań na granicy Gliwic i Zabrza odda-no wreszcie do użytku lądowisko dla helikopte-

roacutew To dobra wiadomość dla chorych Lądowi-sko znajduje się przy nowym komisariacie policji u zbiegu autostrady A1 i drogi krajowej nr 88 To dogodne położenie ma pomoacutec policjantom szybko dotrzeć na miejsce wypadku a lądowisko umożliwi szybki transport rannych do szpitala min do Wojewoacutedzkiego Szpitala Chirurgii Urazo-wej w Piekarach Śląskich ktoacutery specjalizuje się w leczeniu ofiar wypadkoacutew i sam też zbudował na swoim terenie miejsce do lądowania ()

Trasa N-S otwarta Mieszkańcy Rudy Śląskiej zadowoleniDziennikZachodni31012013

Pierwszy niespełna kilometrowy odcinek trasy N-S ktoacutera docelowo połączy poacutełnoc Rudy Śląskiej z południową częścią miasta otwarto w czwartek dla kierowcoacutew Wcześniej miasto otrzymało dłu-go oczekiwane pozwolenie na jej użytkowanie Choć odcinek trasy był gotowy od sierpnia ub roku konieczne okazało się przeprowadzenie procedury zatwierdzającej zmiany wprowadzo-ne do projektu podczas budowy Trasa N-S (skroacutet pochodzi od angielskich słoacutew bdquopoacutełnoc-południerdquo) to najważniejsza inwestycja drogowa w Rudzie Śląskiej istotna dla komunikacji całej aglomeracji katowickiej Usprawni ruch w mieście docelowo łącząc dwie najważniejsze drogi w regionie auto-stradę A4 i Drogową Trasę Średnicową ()

Ten system ma zrewolucjonizować ruch uliczny w mieścieGazetaWyborczaGliwice1022013

W Gliwicach pod koniec wiosny ruszy najnowo-cześniejsze w kraju Centrum Sterowania Ruchem System ma zoptymalizować ruch i zapewnić kierowcom bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie CSR mieści się w nowej siedzibie Zarządu Droacuteg Miejskich przy ul Płowieckiej System zarzą-dzania ruchem ulicznym zostanie uruchomiony najpoacuteźniej w czerwcu Obejmie 60 skrzyżowań wyposażonych w sygnalizacje świetlne co po-zwoli zoptymalizować ruch i zapewni bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie () Dane o korkach i innych utrudnieniach drogowych będą wyświetlane na ledowych tablicach infor-macyjnych usytuowanych przy ul Jana Pawła II Pszczyńskiej Rybnickiej Tarnogoacuterskiej Toszeckiej Orlickiego i Chorzowskiej Pojawią się roacutewnież na nich najistotniejsze informacje pogodowe po-chodzące ze stacji meteo zamontowanej przy Nowym Świecie

Zmiany na obwodnicy Kielc Będzie łatwiejGazetaWyborczaKielce1022013

Prawie całą przebudowaną wschodnią jezdnię mają już do dyspozycji kierowcy jadący obwodni-cą Kielc () Zmiana organizacji ruchu w związku z budową kieleckiej obwodnicy w ciągu drogi ekspresowej S-7 obowiązuje od czwartku Dro-gowcy przełożyli ruch z jezdni zachodniej na wschodnią na fragmencie o długości ok 3 km począwszy od linii kolejowej pod węzłem Jaworz-nia do budowanego przejścia dla zwierząt za wę-złem jadąc od strony Warszawy () Zakończenie budowy obwodnicy Kielc planowane jest w maju

Wiosną rozbiorą bdquoślimakirdquo na Trasie bdquoŁrdquo 16 chętnychGazetaWyborczaWarszawa30012013

Aż 16 firm zgłosiło się do przebudowy ośmiu roz-sypujących się estakad na Trasie Łazienkowskiej przy Torwarze Prace zaczną się tam najwcześniej na wiosnę Na podparte dodatkowymi słupami estakady u zbiegu Trasy Łazienkowskiej i Wisło-strady kierowcy od dawna patrzą z trwogą Osiem bdquoślimakoacutewrdquo i łącznic wymaga pilnej przebudowy Dodatkowo wyremontować trzeba jedną estaka-dę na prawym brzegu Wisły - przy Wale Miedze-szyńskim Właśnie otwarto oferty firm chętnych do przebudowy Zgłosiło się aż 16 przedsię-biorstw Najtańszą ofertę zaproponował Strabag ktoacutery za prace chce 30 mln zł Jeśli przetarg uda się szybko rozstrzygnąć i nie będzie żadnych pro-testoacutew to roboty mogą się rozpocząć wczesną wiosną Mają być rozłożone na dwa lata W tym czasie etapami mają być rozbierane i na nowo stawiane kolejne estakady W czasie roboacutet można się spodziewać dużych utrudnień w ruchu

Katowice zbudują niedaleko Spodka parking dla tysiąca samochodoacutewGazetaWyborczaKatowice31012013

Firma Drogopol wygrała przetarg na budowę ogromnego parkingu przy ul Olimpijskiej Ma być gotowy w sierpniu Budowa parkingu ma koszto-wać niecałe 9 mln zł Katowicka firma Drogopol ktoacutera właśnie wygrała przetarg na jego budowę zajmie się też przygotowaniem jego projektu Plac z miejscami dla około tysiąca samochodoacutew powstanie w okolicy ul Olimpijskiej Nadgoacuterni-koacutew oraz al Roździeńskiego Będą z niego mogli korzystać min goście budowanego tu Muzeum Śląskiego oraz nowej sali koncertowej Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia

Wzrosną opłaty za parkowanie w centrum miastJerzyWoacutejcikGazetaWrocławska28012013

Prezydenci największych miast w Polsce chcą by ministerstwo transportu pozwoliło samorządom na podwyżki cen za parkowanie aut w centrum Dziennik Gazeta Prawna dotarł do projektu usta-wy ktoacutera taką możliwość wprowadzi 3 złote nie będzie już goacuterną granicą stawki jaką miasto może wziąć od kierowcy za godzinę - na razie wiadomo że będzie wzrost ale nie wiadomo o ile Pewne jest natomiast że będzie możliwość wprowadze-nia opłat za parkowanie w weekendy oraz likwi-dację ograniczeń dotyczących stawek za kolejne godziny parkowania Krakoacutew czy Warszawa już zapowiedziały że skorzystają z tych zmian We Wrocławiu decyzja jeszcze nie zapadła

Nowa wersja japońskiego bdquopociskurdquo w ruchuRailwayGazette14022013

Japoński przewoźnik JR Central włączył do eksplo-atacji nową wersję pociągu z wychylnym pudłem N700A na linii Tōkaidō Shinkansen W sumie ope-rator zamoacutewił trzynaście szesnastoczłonowych zestawoacutew o prędkości maksymalnej 270 kmh Seria N700 została po raz pierwszy włączona do eksploatacji w 2009 roku Pociągi w nowej wer-sji mają zwiększoną skuteczność hamowania o 10 proc i system detekcji wibracji woacutezkoacutew ofe-

Aktualności

4p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Aktualności

ruje też większy komfort pasażerom m in dzięki usprawnionemu wyciszeniu Oświetlenie wymie-niono na LED-owe Do eksploatacji włączono jednocześnie sześć najnowszych pociągoacutew Cere-monia uruchomienia pociągu Nozomi 203 odby-ła się na stacji w Tokio 8 lutego Jednocześnie JR Central usprawnia sygnalizację i infrastrukturę linii Tōkaidō Shinkansen w celu uruchomienia jedne-go pociągu na godzinę więcej na silnie obłożonej magistrali Od połowy marca pociągi w ktoacuterych liczba miejsc siedzących sięga 1323 zaczną jeź-dzić roacutewnież na linii Sanyo Shinkansen na zachoacuted od Osaki Dostawy mają się zakończyć w marcu przyszłego roku Dyrektor projektu Kei Sakanoue cytowany przez bdquoRailway Gazetterdquo powiedział że pociągi N700A to pierwsze pociągi dużych pręd-kości w Japonii wyposażone w urządzenia auto-matycznie zapewniające punktualność Kompu-ter pokładowy analizuje profil trasy co łącznie z sygnalizacją kabinową pozwala obliczyć pa-rametry trakcyjne zapewniające maksymalną oszczędność energii w zależności od potrzeb ndash ndash czy jest to nadrabianie opoacuteźnienia czy jazda przed czasem Nowe pociągi zużywają o 19 proc energii mniej niż ich poprzednicy sprzed czterech lat

Znowu wielki sukces Pesy Kontrakt o wartości 380 mln złGazetaWyborczaBydgoszcz30012013

Pesa dostarczy 45 tramwajoacutew dla Warszawy Bydgoska firma wygrała przetarg wart ponad 380 mln zł Pesa pokonała poznański Solaris oraz hiszpański CAF Tramwaje Warszawskie zamoacutewi-ły tramwaje dwustronne Oznacza to że kabina motorniczego znajdować będzie się zaroacutewno z przodu jak i z tyłu pojazdu a do zmiany kierun-ku jazdy nie będzie potrzebna pętla To już kolejny przetarg na dostarczenie tramwajoacutew dla stolicy wygrany przez Pesę Obecnie firma realizuje kon-trakt dotyczący 186 pojazdoacutew Pierwsze tramwaje z nowego zamoacutewienia trafią do Warszawy w cią-gu 15 roku

Nowe pociągi już wkroacutetce na śląskich torachGazetaWyborczaKatowice1022013

Zakończyły się odbiory techniczne dwoacutech ostat-nich sześcioczłonowych elfoacutew spośroacuted czterech ktoacutere w bydgoskiej Pesie zamoacutewiły Koleje Śląskie Teraz pojazdy czekają jeszcze na świadectwo zgodności typu wydawane przez Urząd Trans-portu Kolejowego Koleje Śląskie zamoacutewiły 6 pojazdoacutew z ktoacuterych cztery miały trafić do spoacutełki do końca ubiegłego roku a dwa kolejne do koń-ca lutego 2013 roku Bydgoska Pesa nie potrafi-ła się jednak uporać z zamoacutewieniem Po prawie miesięcznym opoacuteźnieniu sprawa zmierza wresz-cie do szczęśliwego finału () Zamoacutewione elfy 27WEb to sześcioczłonowe elektryczne zespoły trakcyjne dysponujące 280 miejscami siedzącymi Maksymalna prędkość wynosi około 160 km na godz a wnętrze jest wyposażone w klimatyzację system informacji pasażerskiej monitoring inter-kom umożliwiający kontakt pasażeroacutew z obsługą pojazdu oraz wieszaki na rowery Wartość całego zamoacutewienie to 219 mln zł

Szynobus zwany pożądaniem Jeden producent złożył lepszą ofertę a wygrał drugiKamilSiałkowskiGazetaWyborczaGorzoacutew12022013

Urząd Marszałkowski niespodziewanie zmienił firmę ktoacutera dostarczy cztery nowiutkie szyno-busy Pojazdy mają kursować min z Gorzowa do Berlina Zbuduje je bydgoska Pesa a nie nowosą-decki Newag - Musimy mieć pojazdy w tym roku a zwycięzca przetargu tego nie gwarantował - - usłyszeliśmy od urzędnikoacutew marszałka Na tym sprawa się nie zakończy Newag zapowiada od-wołanie Chodzi o cztery autobusy szynowe ktoacutere mają być takim symbolicznym lubuskim oknem na świat Za dwa lata będą kursowały na trasach do Niemiec - min z Gorzowa do Berlina oraz z Zielonej Goacutery do Cottbus Mają być podobne do tych ktoacutere marszałek ma już w swoich zaso-bach Roacuteżnica jest w zasadzie tylko jedna w ciągu dwoacutech lat producent ma dla tych szynobusoacutew uzyskać homologację do wjazdu na niemieckie tory Zakup pojazdoacutew będzie dofinansowany z unijnego programu LRPO (ponad 40 mln zł) ()

Pendolino tylko dla bogatych RynekKolejowy29012013

Polski rząd finalizuje rozmowy z Brukselą w spra-wie finansowania zakupu pociągoacutew Pendolino przez PKP Intercity Pierwotnie bilety na te pociągi miały być dofinansowane z budżetu państwa ale Komisja Europejska uznała to za niedozwoloną pomoc publiczną Teraz resort zamierza dofinan-sować przewozy w ramach tzw pomocy regio-nalnej Oznacza to że wskaźnik dofinansowania spadnie z 50 do 25 proc W tej sytuacji wydaje się pewne że o zapowiadanych biletach za 60 zł mo-żemy zapomnieć

Pendolino pojedzie też do Wrocławia i RzeszowaGazetaWyborcza30012013

Prezes PKP Intercity Janusz Malinowski powiedział w środę że pociągi Pendolino ktoacutere wjadą na pol-skie tory będą jeździć nie tylko na trasie Gdańsk-Warszawa-KrakoacutewKatowice Pojadą być może także do Wrocławia i Rzeszowa W środę w Warsza-wie wmurowano kamień węgielny pod budowę centrum serwisowego dla pociągoacutew Pendolino PKP Intercity kupiło 20 składoacutew tych pociągoacutew za 665 mln euro (koszt samych pociągoacutew to 400 mln euro reszta to min koszty utrzymania technicz-nego przez 17 lat) Pierwszy pociąg trafi na testy do Polski już w sierpniu tego roku Ale Pendolino mają zacząć wykonywać komercyjne połączenia w Polsce w 2014 roku Na razie jednak PKP Inter-city ma pewien kłopot z finansowaniem projektu Przewoźnik liczył że połowę pieniędzy na zakup pociągoacutew - 200 mln euro - otrzyma z unijnego programu Infrastruktura i Środowisko resztę z kredytu z Europejskiego Banku Inwestycyjnego Komisja Europejska jednak miała wątpliwości czy dofinansowanie Pendolino nie zaburzy konkuren-cji na rynku Ostatecznie dofinansowanie unijne będzie niższe

Pociąg dla Dolnego Śląska pobił rekord prędkości w PolsceMagGazetaWyborcza19022013

Pojazd wyprodukowany dla Kolei Dolnośląskich to jak informuje portal Rynek-kolejowypl pierw-szy polski pociąg ktoacutery przekroczył prędkość 200 kmh uznawaną za barierę Kolei Dużych Pręd-kości Elektryczny zespoacuteł trakcyjny typu 31WE wyprodukowała firma Newag z Nowego Sącza W zeszłym miesiącu pociąg testowany był na to-rze doświadczalnym pod Żmigrodem Eksperci sprawdzali tam głoacutewnie jego hamulce i hałas jaki powoduje podczas jazdy Od soboty pojazd pod-dawany był kolejnym proacutebom Tym razem mie-rzono maksymalną prędkość jaką może osiągnąć Eksperyment prowadzony był nocą na specjalnie z tego powodu zamkniętym odcinku Centralnej Magistrali Kolejowej Dziś w nocy pociąg przekroczył prędkość 200 kmh Jechał dokładnie 2014 kmh

Pesa Gama od początku marca w PKP IntercityRynekKolejowy19022013

Na koniec lutego wyznaczony został termin prze-kazania lokomotywy Pesa Gama do PKP Intercity Już 1 marca lokomotywa ma poprowadzić pociągi z pasażerami z Warszawy do Krakowa i Szczecina Jeszcze przed południem ani Pesa ani PKP Inter-city nie chciały oficjalnie podać terminu przekaza-nia lokomotywy W końcu udało się potwierdzić że nowy elektrowoacutez Pesy zostanie przekazany na testy ostatniego dnia lutego Przez pierwsze trzy dni marca Gama będzie prowadzić pociągi 53107 TLK bdquoNorwidrdquo ndash Gdynia Głoacutewna ndash Krakoacutew Głoacutewny 31100 TLK bdquoSmok Wawelskirdquo ndash Krakoacutew Głoacutewny ndash Warszawa Wschodnia oraz 1803 EIC bdquoChrobryrdquo ndash Warszawa Wschodnia ndash Szczecin Głoacutewny Na-stępnie lokomotywa będzie obsługiwać pociągi 15102 TLK bdquoKaszubrdquo Warszawa Wschodnia ndash Gdy-nia Głoacutewna 51103 TLK bdquoMazuryrdquo Olsztyn Głoacutewny ndash Warszawa Zachodnia 1601 EIC bdquoPanoramardquo War-szawa Wschodnia ndash Wrocław Głoacutewny 61100 TLK bdquoŚnieżkardquo Jelenia Goacutera ndash Warszawa Wschodnia Od 11 stycznia nowa lokomotywa 111Ed Gama Ma-rathon wchodzi w skład floty spoacutełki Lotos Kolej To pierwsza lokomotywa ktoacuterą wyprodukowała Pesa Zaprezentowany na targach Innotrans elek-trowoacutez wyroacuteżnia się m in dodatkowym silnikiem spalinowym

Wyremontują tory Szybciej pojedziemy do OpolaGazetaWyborczaKatowice29012013

PKP PLK ogłosiły właśnie przetarg na rewitalizację linii kolejowej na odcinku Paczyna - Toszek - Błot-nica Strzelecka Dzięki temu szybciej będą kurso-wać pociągi jadące z aglomeracji goacuternośląskiej do Opola W ramach roboacutet wymieniona zostanie nawierzchnia kolejowa dwoacutech toroacutew przejaz-doacutew kolejowych i zrewitalizowane będą obiekty inżynieryjne Oproacutecz tego na odcinku Paczyna - - Błotnica Strzelecka zostanie też kompleksowo przebudowana sieć trakcyjna oraz dwa perony na stacji Pyskowice Dzięki temu pociągi będą mogły rozwinąć prędkość do 120 kilometroacutew na godzinę podczas gdy teraz na niektoacuterych odcin-kach muszą zwalniać do 60 kilometroacutew na godzi-nę Prace mają się zakończyć 30 listopada i będą kosztować 423 mln zł netto

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

3p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Kolejny rekordowy miesiąc na krakowskim lotniskuGazetaWyborczaKrakoacutew1022013

W pierwszym miesiącu roku krakowskie lotni-sko obsłużyło 214 182 pasażeroacutew o 7 proc wię-cej niż rok wcześniej To kolejny rekord lotniska w Balicach W pierwszym miesiącu 2013 roku od-notowano 2 778 operacji lotniczych Pasażerowie najczęściej podroacuteżowali z i do Krakowa liniami Ry-anair (ponad 100 tys osoacuteb) easyJet (ponad 30 tys osoacuteb) i LOT (25 tys osoacuteb) Największe wypełnienie odnotowano na rejsach easyJet z i do Edynburga Wyniosło ono 92 proc Na ten rok zarząd Krakoacutew Airport zakłada wzrost ruchu pasażerskiego o pra-wie 7 proc do 366 mln

Lotnisko w Gdyni prawie gotowe Jeszcze system bezpieczeństwaMichałBrancewiczGazetaWyborczaTroacutejmiasto7022013

Wewnątrz gdyńskiego terminalu prowadzone są ostatnie prace wykończeniowe Na zewnątrz odbywają się odbiory układu drogowego i infra-struktury Trwa procedura wyłonienia firmy ktoacute-ra wyposaży obiekt w systemy obsługi i kontroli bagażu oraz kontroli bezpieczeństwa Port lot-niczy Gdynia - Kosakowo nabiera coraz bardziej realnych kształtoacutew Gotowy jest już budynek ter-minalu i lotniskowej straży pożarnej oraz drogi dojazdowe z infrastrukturą (parking ciągi piesze i rowerowe oświetlenie) Obecnie na roacuteżnym po-ziomie zaawansowania jest kilka innych przetar-goacutew kluczowych dla przyszłego funkcjonowania lotniska () Lotnisko ma zacząć funkcjonować w drugiej połowie 2013 roku

Marszałek sięga do kieszeni 12 milionoacutew na BabimostGazetaWyborczaGorzoacutew3022013

W 2013 r na inwestycje w port lotniczy Zielona GoacuteraBabimost poacutejdzie 12 mln zł () Na liście za-planowanych inwestycji jest kilkanaście punktoacutew Większość jest dofinansowana z unijnego LRPO ktoacuterym zarządza urząd marszałkowski Realizację zadań wzięły na siebie zarząd wojewoacutedztwa Agencja Żeglugi Powietrznej Przedsiębiorstwo Państwowe Porty Lotnicze a także IMGW - Pierw-sze prace już ruszyły Właśnie wykonujemy oświe-tlenie oznakowania pionowego Zakończymy inwestycję w drugim kwartale tego roku Naszym drugim zaawansowanym zadaniem jest budowa drogi patrolowej - w lutym rozstrzygniemy prze-targ Kolejnym - budowa strażnicy Lotniskowej Straży Pożarnej ktoacutera stanie jeszcze w tym roku - - wymienia wicemarszałek Jacek Hoffmann Mar-szałek zaplanował także rozbudowę terminalu pasażerskiego remont i rozbudowę płyt posto-jowych samolotoacutew i drogi kołowania Ostatnim punktem marszałkowskiej listy jest zakup bramek rentgenowskich ()

Helikoptery mogą wreszcie lądować przy starej czwoacuterceGazetaWyborczaGliwice12022013

Po latach starań na granicy Gliwic i Zabrza odda-no wreszcie do użytku lądowisko dla helikopte-

roacutew To dobra wiadomość dla chorych Lądowi-sko znajduje się przy nowym komisariacie policji u zbiegu autostrady A1 i drogi krajowej nr 88 To dogodne położenie ma pomoacutec policjantom szybko dotrzeć na miejsce wypadku a lądowisko umożliwi szybki transport rannych do szpitala min do Wojewoacutedzkiego Szpitala Chirurgii Urazo-wej w Piekarach Śląskich ktoacutery specjalizuje się w leczeniu ofiar wypadkoacutew i sam też zbudował na swoim terenie miejsce do lądowania ()

Trasa N-S otwarta Mieszkańcy Rudy Śląskiej zadowoleniDziennikZachodni31012013

Pierwszy niespełna kilometrowy odcinek trasy N-S ktoacutera docelowo połączy poacutełnoc Rudy Śląskiej z południową częścią miasta otwarto w czwartek dla kierowcoacutew Wcześniej miasto otrzymało dłu-go oczekiwane pozwolenie na jej użytkowanie Choć odcinek trasy był gotowy od sierpnia ub roku konieczne okazało się przeprowadzenie procedury zatwierdzającej zmiany wprowadzo-ne do projektu podczas budowy Trasa N-S (skroacutet pochodzi od angielskich słoacutew bdquopoacutełnoc-południerdquo) to najważniejsza inwestycja drogowa w Rudzie Śląskiej istotna dla komunikacji całej aglomeracji katowickiej Usprawni ruch w mieście docelowo łącząc dwie najważniejsze drogi w regionie auto-stradę A4 i Drogową Trasę Średnicową ()

Ten system ma zrewolucjonizować ruch uliczny w mieścieGazetaWyborczaGliwice1022013

W Gliwicach pod koniec wiosny ruszy najnowo-cześniejsze w kraju Centrum Sterowania Ruchem System ma zoptymalizować ruch i zapewnić kierowcom bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie CSR mieści się w nowej siedzibie Zarządu Droacuteg Miejskich przy ul Płowieckiej System zarzą-dzania ruchem ulicznym zostanie uruchomiony najpoacuteźniej w czerwcu Obejmie 60 skrzyżowań wyposażonych w sygnalizacje świetlne co po-zwoli zoptymalizować ruch i zapewni bardziej płynny przejazd w kroacutetszym czasie () Dane o korkach i innych utrudnieniach drogowych będą wyświetlane na ledowych tablicach infor-macyjnych usytuowanych przy ul Jana Pawła II Pszczyńskiej Rybnickiej Tarnogoacuterskiej Toszeckiej Orlickiego i Chorzowskiej Pojawią się roacutewnież na nich najistotniejsze informacje pogodowe po-chodzące ze stacji meteo zamontowanej przy Nowym Świecie

Zmiany na obwodnicy Kielc Będzie łatwiejGazetaWyborczaKielce1022013

Prawie całą przebudowaną wschodnią jezdnię mają już do dyspozycji kierowcy jadący obwodni-cą Kielc () Zmiana organizacji ruchu w związku z budową kieleckiej obwodnicy w ciągu drogi ekspresowej S-7 obowiązuje od czwartku Dro-gowcy przełożyli ruch z jezdni zachodniej na wschodnią na fragmencie o długości ok 3 km począwszy od linii kolejowej pod węzłem Jaworz-nia do budowanego przejścia dla zwierząt za wę-złem jadąc od strony Warszawy () Zakończenie budowy obwodnicy Kielc planowane jest w maju

Wiosną rozbiorą bdquoślimakirdquo na Trasie bdquoŁrdquo 16 chętnychGazetaWyborczaWarszawa30012013

Aż 16 firm zgłosiło się do przebudowy ośmiu roz-sypujących się estakad na Trasie Łazienkowskiej przy Torwarze Prace zaczną się tam najwcześniej na wiosnę Na podparte dodatkowymi słupami estakady u zbiegu Trasy Łazienkowskiej i Wisło-strady kierowcy od dawna patrzą z trwogą Osiem bdquoślimakoacutewrdquo i łącznic wymaga pilnej przebudowy Dodatkowo wyremontować trzeba jedną estaka-dę na prawym brzegu Wisły - przy Wale Miedze-szyńskim Właśnie otwarto oferty firm chętnych do przebudowy Zgłosiło się aż 16 przedsię-biorstw Najtańszą ofertę zaproponował Strabag ktoacutery za prace chce 30 mln zł Jeśli przetarg uda się szybko rozstrzygnąć i nie będzie żadnych pro-testoacutew to roboty mogą się rozpocząć wczesną wiosną Mają być rozłożone na dwa lata W tym czasie etapami mają być rozbierane i na nowo stawiane kolejne estakady W czasie roboacutet można się spodziewać dużych utrudnień w ruchu

Katowice zbudują niedaleko Spodka parking dla tysiąca samochodoacutewGazetaWyborczaKatowice31012013

Firma Drogopol wygrała przetarg na budowę ogromnego parkingu przy ul Olimpijskiej Ma być gotowy w sierpniu Budowa parkingu ma koszto-wać niecałe 9 mln zł Katowicka firma Drogopol ktoacutera właśnie wygrała przetarg na jego budowę zajmie się też przygotowaniem jego projektu Plac z miejscami dla około tysiąca samochodoacutew powstanie w okolicy ul Olimpijskiej Nadgoacuterni-koacutew oraz al Roździeńskiego Będą z niego mogli korzystać min goście budowanego tu Muzeum Śląskiego oraz nowej sali koncertowej Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia

Wzrosną opłaty za parkowanie w centrum miastJerzyWoacutejcikGazetaWrocławska28012013

Prezydenci największych miast w Polsce chcą by ministerstwo transportu pozwoliło samorządom na podwyżki cen za parkowanie aut w centrum Dziennik Gazeta Prawna dotarł do projektu usta-wy ktoacutera taką możliwość wprowadzi 3 złote nie będzie już goacuterną granicą stawki jaką miasto może wziąć od kierowcy za godzinę - na razie wiadomo że będzie wzrost ale nie wiadomo o ile Pewne jest natomiast że będzie możliwość wprowadze-nia opłat za parkowanie w weekendy oraz likwi-dację ograniczeń dotyczących stawek za kolejne godziny parkowania Krakoacutew czy Warszawa już zapowiedziały że skorzystają z tych zmian We Wrocławiu decyzja jeszcze nie zapadła

Nowa wersja japońskiego bdquopociskurdquo w ruchuRailwayGazette14022013

Japoński przewoźnik JR Central włączył do eksplo-atacji nową wersję pociągu z wychylnym pudłem N700A na linii Tōkaidō Shinkansen W sumie ope-rator zamoacutewił trzynaście szesnastoczłonowych zestawoacutew o prędkości maksymalnej 270 kmh Seria N700 została po raz pierwszy włączona do eksploatacji w 2009 roku Pociągi w nowej wer-sji mają zwiększoną skuteczność hamowania o 10 proc i system detekcji wibracji woacutezkoacutew ofe-

Aktualności

4p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Aktualności

ruje też większy komfort pasażerom m in dzięki usprawnionemu wyciszeniu Oświetlenie wymie-niono na LED-owe Do eksploatacji włączono jednocześnie sześć najnowszych pociągoacutew Cere-monia uruchomienia pociągu Nozomi 203 odby-ła się na stacji w Tokio 8 lutego Jednocześnie JR Central usprawnia sygnalizację i infrastrukturę linii Tōkaidō Shinkansen w celu uruchomienia jedne-go pociągu na godzinę więcej na silnie obłożonej magistrali Od połowy marca pociągi w ktoacuterych liczba miejsc siedzących sięga 1323 zaczną jeź-dzić roacutewnież na linii Sanyo Shinkansen na zachoacuted od Osaki Dostawy mają się zakończyć w marcu przyszłego roku Dyrektor projektu Kei Sakanoue cytowany przez bdquoRailway Gazetterdquo powiedział że pociągi N700A to pierwsze pociągi dużych pręd-kości w Japonii wyposażone w urządzenia auto-matycznie zapewniające punktualność Kompu-ter pokładowy analizuje profil trasy co łącznie z sygnalizacją kabinową pozwala obliczyć pa-rametry trakcyjne zapewniające maksymalną oszczędność energii w zależności od potrzeb ndash ndash czy jest to nadrabianie opoacuteźnienia czy jazda przed czasem Nowe pociągi zużywają o 19 proc energii mniej niż ich poprzednicy sprzed czterech lat

Znowu wielki sukces Pesy Kontrakt o wartości 380 mln złGazetaWyborczaBydgoszcz30012013

Pesa dostarczy 45 tramwajoacutew dla Warszawy Bydgoska firma wygrała przetarg wart ponad 380 mln zł Pesa pokonała poznański Solaris oraz hiszpański CAF Tramwaje Warszawskie zamoacutewi-ły tramwaje dwustronne Oznacza to że kabina motorniczego znajdować będzie się zaroacutewno z przodu jak i z tyłu pojazdu a do zmiany kierun-ku jazdy nie będzie potrzebna pętla To już kolejny przetarg na dostarczenie tramwajoacutew dla stolicy wygrany przez Pesę Obecnie firma realizuje kon-trakt dotyczący 186 pojazdoacutew Pierwsze tramwaje z nowego zamoacutewienia trafią do Warszawy w cią-gu 15 roku

Nowe pociągi już wkroacutetce na śląskich torachGazetaWyborczaKatowice1022013

Zakończyły się odbiory techniczne dwoacutech ostat-nich sześcioczłonowych elfoacutew spośroacuted czterech ktoacutere w bydgoskiej Pesie zamoacutewiły Koleje Śląskie Teraz pojazdy czekają jeszcze na świadectwo zgodności typu wydawane przez Urząd Trans-portu Kolejowego Koleje Śląskie zamoacutewiły 6 pojazdoacutew z ktoacuterych cztery miały trafić do spoacutełki do końca ubiegłego roku a dwa kolejne do koń-ca lutego 2013 roku Bydgoska Pesa nie potrafi-ła się jednak uporać z zamoacutewieniem Po prawie miesięcznym opoacuteźnieniu sprawa zmierza wresz-cie do szczęśliwego finału () Zamoacutewione elfy 27WEb to sześcioczłonowe elektryczne zespoły trakcyjne dysponujące 280 miejscami siedzącymi Maksymalna prędkość wynosi około 160 km na godz a wnętrze jest wyposażone w klimatyzację system informacji pasażerskiej monitoring inter-kom umożliwiający kontakt pasażeroacutew z obsługą pojazdu oraz wieszaki na rowery Wartość całego zamoacutewienie to 219 mln zł

Szynobus zwany pożądaniem Jeden producent złożył lepszą ofertę a wygrał drugiKamilSiałkowskiGazetaWyborczaGorzoacutew12022013

Urząd Marszałkowski niespodziewanie zmienił firmę ktoacutera dostarczy cztery nowiutkie szyno-busy Pojazdy mają kursować min z Gorzowa do Berlina Zbuduje je bydgoska Pesa a nie nowosą-decki Newag - Musimy mieć pojazdy w tym roku a zwycięzca przetargu tego nie gwarantował - - usłyszeliśmy od urzędnikoacutew marszałka Na tym sprawa się nie zakończy Newag zapowiada od-wołanie Chodzi o cztery autobusy szynowe ktoacutere mają być takim symbolicznym lubuskim oknem na świat Za dwa lata będą kursowały na trasach do Niemiec - min z Gorzowa do Berlina oraz z Zielonej Goacutery do Cottbus Mają być podobne do tych ktoacutere marszałek ma już w swoich zaso-bach Roacuteżnica jest w zasadzie tylko jedna w ciągu dwoacutech lat producent ma dla tych szynobusoacutew uzyskać homologację do wjazdu na niemieckie tory Zakup pojazdoacutew będzie dofinansowany z unijnego programu LRPO (ponad 40 mln zł) ()

Pendolino tylko dla bogatych RynekKolejowy29012013

Polski rząd finalizuje rozmowy z Brukselą w spra-wie finansowania zakupu pociągoacutew Pendolino przez PKP Intercity Pierwotnie bilety na te pociągi miały być dofinansowane z budżetu państwa ale Komisja Europejska uznała to za niedozwoloną pomoc publiczną Teraz resort zamierza dofinan-sować przewozy w ramach tzw pomocy regio-nalnej Oznacza to że wskaźnik dofinansowania spadnie z 50 do 25 proc W tej sytuacji wydaje się pewne że o zapowiadanych biletach za 60 zł mo-żemy zapomnieć

Pendolino pojedzie też do Wrocławia i RzeszowaGazetaWyborcza30012013

Prezes PKP Intercity Janusz Malinowski powiedział w środę że pociągi Pendolino ktoacutere wjadą na pol-skie tory będą jeździć nie tylko na trasie Gdańsk-Warszawa-KrakoacutewKatowice Pojadą być może także do Wrocławia i Rzeszowa W środę w Warsza-wie wmurowano kamień węgielny pod budowę centrum serwisowego dla pociągoacutew Pendolino PKP Intercity kupiło 20 składoacutew tych pociągoacutew za 665 mln euro (koszt samych pociągoacutew to 400 mln euro reszta to min koszty utrzymania technicz-nego przez 17 lat) Pierwszy pociąg trafi na testy do Polski już w sierpniu tego roku Ale Pendolino mają zacząć wykonywać komercyjne połączenia w Polsce w 2014 roku Na razie jednak PKP Inter-city ma pewien kłopot z finansowaniem projektu Przewoźnik liczył że połowę pieniędzy na zakup pociągoacutew - 200 mln euro - otrzyma z unijnego programu Infrastruktura i Środowisko resztę z kredytu z Europejskiego Banku Inwestycyjnego Komisja Europejska jednak miała wątpliwości czy dofinansowanie Pendolino nie zaburzy konkuren-cji na rynku Ostatecznie dofinansowanie unijne będzie niższe

Pociąg dla Dolnego Śląska pobił rekord prędkości w PolsceMagGazetaWyborcza19022013

Pojazd wyprodukowany dla Kolei Dolnośląskich to jak informuje portal Rynek-kolejowypl pierw-szy polski pociąg ktoacutery przekroczył prędkość 200 kmh uznawaną za barierę Kolei Dużych Pręd-kości Elektryczny zespoacuteł trakcyjny typu 31WE wyprodukowała firma Newag z Nowego Sącza W zeszłym miesiącu pociąg testowany był na to-rze doświadczalnym pod Żmigrodem Eksperci sprawdzali tam głoacutewnie jego hamulce i hałas jaki powoduje podczas jazdy Od soboty pojazd pod-dawany był kolejnym proacutebom Tym razem mie-rzono maksymalną prędkość jaką może osiągnąć Eksperyment prowadzony był nocą na specjalnie z tego powodu zamkniętym odcinku Centralnej Magistrali Kolejowej Dziś w nocy pociąg przekroczył prędkość 200 kmh Jechał dokładnie 2014 kmh

Pesa Gama od początku marca w PKP IntercityRynekKolejowy19022013

Na koniec lutego wyznaczony został termin prze-kazania lokomotywy Pesa Gama do PKP Intercity Już 1 marca lokomotywa ma poprowadzić pociągi z pasażerami z Warszawy do Krakowa i Szczecina Jeszcze przed południem ani Pesa ani PKP Inter-city nie chciały oficjalnie podać terminu przekaza-nia lokomotywy W końcu udało się potwierdzić że nowy elektrowoacutez Pesy zostanie przekazany na testy ostatniego dnia lutego Przez pierwsze trzy dni marca Gama będzie prowadzić pociągi 53107 TLK bdquoNorwidrdquo ndash Gdynia Głoacutewna ndash Krakoacutew Głoacutewny 31100 TLK bdquoSmok Wawelskirdquo ndash Krakoacutew Głoacutewny ndash Warszawa Wschodnia oraz 1803 EIC bdquoChrobryrdquo ndash Warszawa Wschodnia ndash Szczecin Głoacutewny Na-stępnie lokomotywa będzie obsługiwać pociągi 15102 TLK bdquoKaszubrdquo Warszawa Wschodnia ndash Gdy-nia Głoacutewna 51103 TLK bdquoMazuryrdquo Olsztyn Głoacutewny ndash Warszawa Zachodnia 1601 EIC bdquoPanoramardquo War-szawa Wschodnia ndash Wrocław Głoacutewny 61100 TLK bdquoŚnieżkardquo Jelenia Goacutera ndash Warszawa Wschodnia Od 11 stycznia nowa lokomotywa 111Ed Gama Ma-rathon wchodzi w skład floty spoacutełki Lotos Kolej To pierwsza lokomotywa ktoacuterą wyprodukowała Pesa Zaprezentowany na targach Innotrans elek-trowoacutez wyroacuteżnia się m in dodatkowym silnikiem spalinowym

Wyremontują tory Szybciej pojedziemy do OpolaGazetaWyborczaKatowice29012013

PKP PLK ogłosiły właśnie przetarg na rewitalizację linii kolejowej na odcinku Paczyna - Toszek - Błot-nica Strzelecka Dzięki temu szybciej będą kurso-wać pociągi jadące z aglomeracji goacuternośląskiej do Opola W ramach roboacutet wymieniona zostanie nawierzchnia kolejowa dwoacutech toroacutew przejaz-doacutew kolejowych i zrewitalizowane będą obiekty inżynieryjne Oproacutecz tego na odcinku Paczyna - - Błotnica Strzelecka zostanie też kompleksowo przebudowana sieć trakcyjna oraz dwa perony na stacji Pyskowice Dzięki temu pociągi będą mogły rozwinąć prędkość do 120 kilometroacutew na godzinę podczas gdy teraz na niektoacuterych odcin-kach muszą zwalniać do 60 kilometroacutew na godzi-nę Prace mają się zakończyć 30 listopada i będą kosztować 423 mln zł netto

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

4p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Aktualności

ruje też większy komfort pasażerom m in dzięki usprawnionemu wyciszeniu Oświetlenie wymie-niono na LED-owe Do eksploatacji włączono jednocześnie sześć najnowszych pociągoacutew Cere-monia uruchomienia pociągu Nozomi 203 odby-ła się na stacji w Tokio 8 lutego Jednocześnie JR Central usprawnia sygnalizację i infrastrukturę linii Tōkaidō Shinkansen w celu uruchomienia jedne-go pociągu na godzinę więcej na silnie obłożonej magistrali Od połowy marca pociągi w ktoacuterych liczba miejsc siedzących sięga 1323 zaczną jeź-dzić roacutewnież na linii Sanyo Shinkansen na zachoacuted od Osaki Dostawy mają się zakończyć w marcu przyszłego roku Dyrektor projektu Kei Sakanoue cytowany przez bdquoRailway Gazetterdquo powiedział że pociągi N700A to pierwsze pociągi dużych pręd-kości w Japonii wyposażone w urządzenia auto-matycznie zapewniające punktualność Kompu-ter pokładowy analizuje profil trasy co łącznie z sygnalizacją kabinową pozwala obliczyć pa-rametry trakcyjne zapewniające maksymalną oszczędność energii w zależności od potrzeb ndash ndash czy jest to nadrabianie opoacuteźnienia czy jazda przed czasem Nowe pociągi zużywają o 19 proc energii mniej niż ich poprzednicy sprzed czterech lat

Znowu wielki sukces Pesy Kontrakt o wartości 380 mln złGazetaWyborczaBydgoszcz30012013

Pesa dostarczy 45 tramwajoacutew dla Warszawy Bydgoska firma wygrała przetarg wart ponad 380 mln zł Pesa pokonała poznański Solaris oraz hiszpański CAF Tramwaje Warszawskie zamoacutewi-ły tramwaje dwustronne Oznacza to że kabina motorniczego znajdować będzie się zaroacutewno z przodu jak i z tyłu pojazdu a do zmiany kierun-ku jazdy nie będzie potrzebna pętla To już kolejny przetarg na dostarczenie tramwajoacutew dla stolicy wygrany przez Pesę Obecnie firma realizuje kon-trakt dotyczący 186 pojazdoacutew Pierwsze tramwaje z nowego zamoacutewienia trafią do Warszawy w cią-gu 15 roku

Nowe pociągi już wkroacutetce na śląskich torachGazetaWyborczaKatowice1022013

Zakończyły się odbiory techniczne dwoacutech ostat-nich sześcioczłonowych elfoacutew spośroacuted czterech ktoacutere w bydgoskiej Pesie zamoacutewiły Koleje Śląskie Teraz pojazdy czekają jeszcze na świadectwo zgodności typu wydawane przez Urząd Trans-portu Kolejowego Koleje Śląskie zamoacutewiły 6 pojazdoacutew z ktoacuterych cztery miały trafić do spoacutełki do końca ubiegłego roku a dwa kolejne do koń-ca lutego 2013 roku Bydgoska Pesa nie potrafi-ła się jednak uporać z zamoacutewieniem Po prawie miesięcznym opoacuteźnieniu sprawa zmierza wresz-cie do szczęśliwego finału () Zamoacutewione elfy 27WEb to sześcioczłonowe elektryczne zespoły trakcyjne dysponujące 280 miejscami siedzącymi Maksymalna prędkość wynosi około 160 km na godz a wnętrze jest wyposażone w klimatyzację system informacji pasażerskiej monitoring inter-kom umożliwiający kontakt pasażeroacutew z obsługą pojazdu oraz wieszaki na rowery Wartość całego zamoacutewienie to 219 mln zł

Szynobus zwany pożądaniem Jeden producent złożył lepszą ofertę a wygrał drugiKamilSiałkowskiGazetaWyborczaGorzoacutew12022013

Urząd Marszałkowski niespodziewanie zmienił firmę ktoacutera dostarczy cztery nowiutkie szyno-busy Pojazdy mają kursować min z Gorzowa do Berlina Zbuduje je bydgoska Pesa a nie nowosą-decki Newag - Musimy mieć pojazdy w tym roku a zwycięzca przetargu tego nie gwarantował - - usłyszeliśmy od urzędnikoacutew marszałka Na tym sprawa się nie zakończy Newag zapowiada od-wołanie Chodzi o cztery autobusy szynowe ktoacutere mają być takim symbolicznym lubuskim oknem na świat Za dwa lata będą kursowały na trasach do Niemiec - min z Gorzowa do Berlina oraz z Zielonej Goacutery do Cottbus Mają być podobne do tych ktoacutere marszałek ma już w swoich zaso-bach Roacuteżnica jest w zasadzie tylko jedna w ciągu dwoacutech lat producent ma dla tych szynobusoacutew uzyskać homologację do wjazdu na niemieckie tory Zakup pojazdoacutew będzie dofinansowany z unijnego programu LRPO (ponad 40 mln zł) ()

Pendolino tylko dla bogatych RynekKolejowy29012013

Polski rząd finalizuje rozmowy z Brukselą w spra-wie finansowania zakupu pociągoacutew Pendolino przez PKP Intercity Pierwotnie bilety na te pociągi miały być dofinansowane z budżetu państwa ale Komisja Europejska uznała to za niedozwoloną pomoc publiczną Teraz resort zamierza dofinan-sować przewozy w ramach tzw pomocy regio-nalnej Oznacza to że wskaźnik dofinansowania spadnie z 50 do 25 proc W tej sytuacji wydaje się pewne że o zapowiadanych biletach za 60 zł mo-żemy zapomnieć

Pendolino pojedzie też do Wrocławia i RzeszowaGazetaWyborcza30012013

Prezes PKP Intercity Janusz Malinowski powiedział w środę że pociągi Pendolino ktoacutere wjadą na pol-skie tory będą jeździć nie tylko na trasie Gdańsk-Warszawa-KrakoacutewKatowice Pojadą być może także do Wrocławia i Rzeszowa W środę w Warsza-wie wmurowano kamień węgielny pod budowę centrum serwisowego dla pociągoacutew Pendolino PKP Intercity kupiło 20 składoacutew tych pociągoacutew za 665 mln euro (koszt samych pociągoacutew to 400 mln euro reszta to min koszty utrzymania technicz-nego przez 17 lat) Pierwszy pociąg trafi na testy do Polski już w sierpniu tego roku Ale Pendolino mają zacząć wykonywać komercyjne połączenia w Polsce w 2014 roku Na razie jednak PKP Inter-city ma pewien kłopot z finansowaniem projektu Przewoźnik liczył że połowę pieniędzy na zakup pociągoacutew - 200 mln euro - otrzyma z unijnego programu Infrastruktura i Środowisko resztę z kredytu z Europejskiego Banku Inwestycyjnego Komisja Europejska jednak miała wątpliwości czy dofinansowanie Pendolino nie zaburzy konkuren-cji na rynku Ostatecznie dofinansowanie unijne będzie niższe

Pociąg dla Dolnego Śląska pobił rekord prędkości w PolsceMagGazetaWyborcza19022013

Pojazd wyprodukowany dla Kolei Dolnośląskich to jak informuje portal Rynek-kolejowypl pierw-szy polski pociąg ktoacutery przekroczył prędkość 200 kmh uznawaną za barierę Kolei Dużych Pręd-kości Elektryczny zespoacuteł trakcyjny typu 31WE wyprodukowała firma Newag z Nowego Sącza W zeszłym miesiącu pociąg testowany był na to-rze doświadczalnym pod Żmigrodem Eksperci sprawdzali tam głoacutewnie jego hamulce i hałas jaki powoduje podczas jazdy Od soboty pojazd pod-dawany był kolejnym proacutebom Tym razem mie-rzono maksymalną prędkość jaką może osiągnąć Eksperyment prowadzony był nocą na specjalnie z tego powodu zamkniętym odcinku Centralnej Magistrali Kolejowej Dziś w nocy pociąg przekroczył prędkość 200 kmh Jechał dokładnie 2014 kmh

Pesa Gama od początku marca w PKP IntercityRynekKolejowy19022013

Na koniec lutego wyznaczony został termin prze-kazania lokomotywy Pesa Gama do PKP Intercity Już 1 marca lokomotywa ma poprowadzić pociągi z pasażerami z Warszawy do Krakowa i Szczecina Jeszcze przed południem ani Pesa ani PKP Inter-city nie chciały oficjalnie podać terminu przekaza-nia lokomotywy W końcu udało się potwierdzić że nowy elektrowoacutez Pesy zostanie przekazany na testy ostatniego dnia lutego Przez pierwsze trzy dni marca Gama będzie prowadzić pociągi 53107 TLK bdquoNorwidrdquo ndash Gdynia Głoacutewna ndash Krakoacutew Głoacutewny 31100 TLK bdquoSmok Wawelskirdquo ndash Krakoacutew Głoacutewny ndash Warszawa Wschodnia oraz 1803 EIC bdquoChrobryrdquo ndash Warszawa Wschodnia ndash Szczecin Głoacutewny Na-stępnie lokomotywa będzie obsługiwać pociągi 15102 TLK bdquoKaszubrdquo Warszawa Wschodnia ndash Gdy-nia Głoacutewna 51103 TLK bdquoMazuryrdquo Olsztyn Głoacutewny ndash Warszawa Zachodnia 1601 EIC bdquoPanoramardquo War-szawa Wschodnia ndash Wrocław Głoacutewny 61100 TLK bdquoŚnieżkardquo Jelenia Goacutera ndash Warszawa Wschodnia Od 11 stycznia nowa lokomotywa 111Ed Gama Ma-rathon wchodzi w skład floty spoacutełki Lotos Kolej To pierwsza lokomotywa ktoacuterą wyprodukowała Pesa Zaprezentowany na targach Innotrans elek-trowoacutez wyroacuteżnia się m in dodatkowym silnikiem spalinowym

Wyremontują tory Szybciej pojedziemy do OpolaGazetaWyborczaKatowice29012013

PKP PLK ogłosiły właśnie przetarg na rewitalizację linii kolejowej na odcinku Paczyna - Toszek - Błot-nica Strzelecka Dzięki temu szybciej będą kurso-wać pociągi jadące z aglomeracji goacuternośląskiej do Opola W ramach roboacutet wymieniona zostanie nawierzchnia kolejowa dwoacutech toroacutew przejaz-doacutew kolejowych i zrewitalizowane będą obiekty inżynieryjne Oproacutecz tego na odcinku Paczyna - - Błotnica Strzelecka zostanie też kompleksowo przebudowana sieć trakcyjna oraz dwa perony na stacji Pyskowice Dzięki temu pociągi będą mogły rozwinąć prędkość do 120 kilometroacutew na godzinę podczas gdy teraz na niektoacuterych odcin-kach muszą zwalniać do 60 kilometroacutew na godzi-nę Prace mają się zakończyć 30 listopada i będą kosztować 423 mln zł netto

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

5p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Po poacutełtora roku na trasę Bytom - Gliwice wroacuteciły pociągiGazetaWyborczaKatowice1022013

Od piątku Koleje Śląskie reaktywowały kolejowe połączenie między Bytomiem i Gliwicami To już kolejny raz kiedy pociągi wracają na tę trasę Zmiany na linii Bytom - Gliwice mają długą hi-storię W 2008 roku połączenie po siedmioletniej przerwie reaktywowały Przewozy Regionalne ale wiosną 2012 roku zawiesiły kursowanie pocią-goacutew argumentując decyzję małym zaintereso-waniem pasażeroacutew Od 1 lutego na trasę wroacuteciły znoacutew pociągi Kolei Śląskich Codziennie jest 16 połączeń między Bytomiem i Gliwicami

Wyremontowany dworzec w Swarzędzu A w nimGazetaWyborczaPoznań14022013

Pasażerowie kolei mogą korzystać ze zmoderni-zowanego dworca w Swarzędzu Jego remont kosztował 22 mln zł W budynku będzie też działać swarzędzkie Centrum Powiadamiania Ratunkowego Dworzec mieści się w zabytko-wym XIX-wiecznym budynku Jego remont sfi-nansowano ze środkoacutew PKP i budżetu państwa Odnowiono elewację i wnętrza zamontowano windę wymieniono okna i wszystkie instalacje Prace nadzorował konserwator zabytkoacutew Kolej przekazała dworzec gminie Będzie teraz służył nie tylko pasażerom bo Swarzędz umieści tam roacutewnież Centrum Powiadamiania Ratunkowego Znajdą się tam stacja pogotowia ratunkowego oraz siedziby straży miejskiej i pożarnej Budy-nek zostanie połączony przeszklonym łącznikiem z garażami ktoacutere staną w miejscu zdewastowa-nych barakoacutew Dworzec w Swarzędzu jest już sioacutedmym w Wielkopolsce ktoacutery koleje zmoderni-zowały i przekazały gminie

PKP SA przekaże zabytkową wąskotoroacutewkę RynekKolejowy04022013

Dwadzieścia pięć zabytkowych wagonoacutew i loko-motyw wąskotorowych Polskie Koleje Państwo-we przekażą gminie Manowo (wojewoacutedztwo zachodniopomorskie) Część z nich wykorzystana będzie do prowadzenia ruchu turystycznego 30 stycznia 2013 roku zarząd PKP SA podjął uchwa-łę o nieodpłatnym przekazaniu gminie Manowo 25 sztuk taboru kolejowego wąskotorowego o wartości 400 tys zł W skład taboru wchodzą min dwie lokomotywy dwa pługi śnieżne dre-zyna wagony pasażerskie bagażowo-pocztowy barowy bagażowo-pocztowy brankard (wagon służbowy do przewozu personelu kolejowego) Najstarszy wagon ndash pogotowia mechaniczne-go pochodzi z 1901 roku Najmłodsze wagony transportowe wyprodukowano w 1988 r Linia wąskotorowa położona na terenie gminy Mano-wo stanowi część dawnych bdquoPomorskich Kolei Dojazdowychrdquo W 2006 roku linię wraz z taborem kolejowym niezbędnym do prowadzenia ruchu turystycznego PKP SA oddały w użytkowanie gminie Manowo na podstawie umowy dzierżawy W 2011 r grunty pod kolejką wraz z położonymi na nich torami kolejowymi zostały nieodpłatnie przekazane Gminie Od 2009 roku Towarzystwo Miłośnikoacutew Koszalińskiej Wąskotoroacutewki prowadzi regularne kursy turystyczne na odcinku Koszalin-Manowo

Moskwa Powstanie 250 km linii metra nad ziemiąRynekKolejowy19022013

Mer Moskwy Sergiej Sobianin ujawnił plany roz-budowy moskiewskiego metra W przeciągu kilku następnych lat miasto chce wybudować 250 km linii w stolicy Rosji W większości nowe linie biegły-by jednak nie pod ziemią a na niej i ponad nią Bę-dąca na razie w planach inwestycja miałaby blisko dwukrotnie powiększyć sieć moskiewskiego metra do całkowitej długości 553 kilometroacutew - Zakłada-my że realizacja inwestycji pochłonie kwotę rzędu 160-170 miliardoacutew rubli (55-59 mld dolaroacutew) Pie-niądze pozwoliłyby na zbudowanie dodatkowych linii z ktoacuterych korzystałyby miliony pasażeroacutew - po-wiedział Sobianin - Projekt z pewnością pomoże poprawić sytuację transportową w stolicy Rosji Dziś moskiewskie metro jest przeciążone o około 40 procent Podobne statystyki są tylko w Tokio - dodał mer Moskwy Według Sergieja Sobianina projekt trzeba będzie realizować we wspoacutełpracy z Ministerstwem Transportu oraz Kolejami Rosyj-skimi RŻD - Niezbędne środki wyłoży miasto ale roacutewnież obwoacuted moskiewski - dodał mer Moskwy Sobianin podkreśla że budowa linii miałaby ruszyć między rokiem 2017 i 2018 Nowo powstałe metro miałoby przewozić średnio 1 miliard pasażeroacutew rocznie

Londyn Od 2015 roku metro będzie kursować dłużej RynekKolejowy04022013

Jak informuje portal internetowy bdquoOnetplrdquo na większości linii pociągi londyńskiego metra będą kursować do godz 200 nad ranem w każdy piątek i sobotę już odhellip 2015 roku bdquoDecyzję o wydłuże-niu godzin kursowania najpopularniejszego środka transportu w Londynie podjęto na skutek sukcesu z jakim spotkał się specjalny rozkład jazdy wpro-wadzony podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w ubiegłym rokurdquo ndash informuje bdquoOnetplrdquo W tym cza-sie pociągi kursowały codziennie o godzinę dłużej Liczba pasażeroacutew była rekordowo duża Władze miejskie odrzuciły jednak pomysł ktoacutery zakładał że metro w Londynie będzie czynne całą dobę Nowy rozkład jazdy będzie obowiązywał od stycz-nia 2015 roku Najpierw zostanie wprowadzony na głoacutewnych liniach ktoacutere łączą poacutełnocną i połu-dniową część miasta a także wschodnie i zachod-nie dzielnice Jak podaje bdquoOnetplrdquo zmiany rozkładu nie będą dotyczyły linii ktoacutere wymagają większych modernizacji

Wykonawca Szczecińskiego Szybkiego Tramwaju wybrany RynekKolejowy28012013

Szczecin wybrał wykonawcę Szczecińskiego Szyb-kiego Tramwaju Zostanie nim konsorcjum firm MYTOLL ndash Strabag ktoacutere przedstawiło ofertę na kwotę 165 804 008 27 zł Kwota jaką miasto pla-nowało wydać na inwestycję wynosi 215 202 000 zł Najdroższa z czterech ofert w przetargu została złożona przez konsorcjum Bilfinger Berger i ZUE - - na kwotę 293 639 429 79 zł Była więc prawie dwukrotnie droższa od zwycięskiej Cena była je-dynym kryterium przetargu Budowa pierwszego etapu SST zakłada budowę czterokilometrowej bezkolizyjnej trasy tramwaju pomiędzy Basenem Goacuterniczym a pętlą w rejonie ul Turkusowej W rze-

czywistości będzie to przedłużenie linii tramwajo-wej z centrum na Osiedle Słoneczne i rejon szpitala w Zdrojach Po pokonaniu pętli na Basenie Goacuterni-czym tramwaj będzie jechał pomiędzy mostami drogowymi przeprawy przez Regalicę Specjalnie na potrzeby przyszłej SST w ramach budowy Mo-stu Pionieroacutew pomiędzy jezdniami wyjazdowymi z miasta a wyjazdowymi za ok 80 milionoacutew złotych wybudowany został most tramwajowy Po zjeździe z Mostu Pionieroacutew za skrzyżowaniem z ul Leszczy-nową tramwaj skręci w prawo w kierunku Zdrojoacutew i będzie jechał roacutewnolegle do ul Winogronowej następnie przetnie ul Batalionoacutew Chłopskich i po przejechaniu pod wiaduktem kolejowym zawroacuteci na pętli w rejonie ul Turkusowej Trasa częściowo będzie przebiegała w wykopie

Wrocławski Protram bankrutuje Bez zleceń wytrzyma kilka dniMarcinTorzGazetaWrocławska28012013

Wrocławska firma Protram ktoacutera produkuje i re-montuje tramwaje jest na skraju bankructwa - Kiedy ogłaszamy upadłość To kwestia kilku dni - - powiedział Gazecie Wrocławskiej Zdzisław Kopka szef rady nadzorczej firmy Protram Protram istnieje od 1999 roku Wtedy wydzielił się z MPK Po Wro-cławiu jeździ dziś kilkadziesiąt jego tramwajoacutew w tym lubiany przez pasażeroacutew 205 WrAs (czyli przegubowy niskopodłogowy) Firma zatrudnia sto osoacuteb - Jeśli Miejskie Przedsiębiorstwo Komuni-kacji nie da nam szybko zleceń to padniemy i ci ludzie trafią na bruk - nie owija w bawełnę Zdzisław Kopka Protram liczy że MPK w ciągu kilku dni zleci mu budowę nowych bądź modernizację starych tramwajoacutew

12 podmiotoacutew chce kupić Polskie Koleje LinoweInforail28012013

Do PKP SA wpłynęło 12 ofert wstępnych na zakup spoacutełki Polskie Koleje Linowe w procesie prywaty-zacji ogłoszonym 13 grudnia 2012 roku ndash poinfor-mował Mirosław Kuk z Departamentu Marketingu Oferty ktoacutere mogły być składane do 25 stycznia są obecnie analizowane Na początku lutego zosta-nie wybrana tzw kroacutetka lista inwestoroacutew zawie-rająca podmioty dopuszczone do badania spoacutełki (tzw due dilligence) Potencjalni kupujący mogli składać oferty na zakup do 100 akcji PKL - Duże zainteresowanie spoacutełką potwierdza że PKL jest atrakcyjnym podmiotem działającym na perspek-tywicznym rynku Proces przebiega bez zakłoacuteceń liczymy że sfinalizujemy sprzedaż PKL do połowy 2013 roku - moacutewi Maria Wasiak członek zarządu PKP SA Po badaniu spoacutełki podmioty uczestniczące w procesie będą miały możliwość złożenia oferty wiążącej będącej następnie przedmiotem nego-cjacji z PKP SA Spoacutełka PKL zarządza infrastrukturą turystyczną w Zakopanem Zawoi Międzybrodziu Żywieckim Szczawnicy oraz Krynicy W 2011 roku osiągnęła 91 mln zł zysku netto oraz 514 mln zł przychodoacutew PKL jest w grupie spoacutełek należących do Grupy PKP przeznaczonych do prywatyzacji Obecnie toczą się także procesy prywatyzacyjne PKP Cargo i TK Telekom niebawem zapadną roacutew-nież rozstrzygnięcia co do warunkoacutew sprzedaży PKP Energetyka i PKP Informatyka

Aktualności

Opracowanie Krzysztof Gasz Igor Gisterek Maciej Kruszyna

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

6p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Kolumny kamienne formowane metodą wymiany dynamicznej to jedna z wielu me-tod geoinżynierii szeroko stosowana do wzmacniania gruntoacutew spoistych ilub orga-nicznych pod obiektami liniowymi i kubatu-rowymi Technologia wykonania polega na wbi-janiu kruszywa w słabe podłoże z użyciem udaroacutew o dużej energii w określonej siat-ce punktoacutew Masy stosowanych w Polsce ubijakoacutew wahają się w przedziale 10-12 t a standardowe wysokości zrzutu należą do przedziału 10-25 m [4] Proces formowania kolumny rozpoczyna się od zrzutu ubijaka na słabe podłoże W ten sposoacuteb formuje się krater ktoacutery w kolejnym etapie zostaje wy-pełniony kruszywem o frakcji 30-300 mm [3] W dalszych etapach następują kolejne zrzuty ubijaka w wypełniony krater i uzupełnianie materiału według potrzeb W zależności od zastosowanej energii uderzenia [2] uzyskuje się kolumny o roacuteżnych kształtach [3] Wyniki badań [6] sugerują iż formowanie kolum-ny powinno być podzielone na trzy etapy Etap pierwszy w ktoacuterym ubijak zrzucany jest z niewielkiej wysokości to formowanie kra-teru drugi to formowanie kolumny przy

rzucie ubijaka z maksymalnej wysokości natomiast w etapie trzecim wysokość zrzutu powinna być zmniejszana Procesy zachodzące podczas stosowania tej z pozoru prostej technologii nie są jak się jednak okazuje w pełni rozpoznane Obser-wacje terenowe oraz intuicja wskazują min że podczas formowania kolumny kamiennej następują zmiany w objętości gruntu wyko-rzystanego do samej kolumny jak i gruntu w jej sąsiedztwie Zmiany powyższe są istot-ne z punktu widzenia pracy całego układu Zagęszczenie materiału kolumny jak roacutew-nież gruntoacutew w jej sąsiedztwie przekłada się na sztywność i nośność wzmocnionego podłoża Istotny może być roacutewnież aspekt praktyczny i ekonomiczny Powyższe przesłanki skłoniły autoroacutew referatu do wykonania badań polowych ktoacuterych celem było określenie wpływu pro-cesu formowania kolumny na jej najbliższe otoczenie Testy ktoacuterych fragment opisano w artykule wykonano na dwoacutech poletkach badawczych

Charakterystyka poletek badawczych

Badania polowe wykonano na dwoacutech po-letkach o zroacuteżnicowanych warunkach geo-logicznych oraz odrębnej lokalizacji Poletko pierwsze wykonano w miejscowości Prze-worsk natomiast poletko drugie w Czer-wieńsku niedaleko Zielonej Goacutery Warunki gruntowe dla analizowanych przypadkoacutew przedstawiono na rys1 Badanie w Przeworsku były wykonane na terenie po ściągnięciu warstwy humusu Wa-runki gruntowe były określone na podstawie serii badań CPTU i DMT oraz jednego otwo-ru wierconego Zasadniczym celem badań było określenie wpływu formowania kolum-ny kamiennej na jej otoczenie W ramach tych badań sprawdzono za pomocą inklino-metroacutew przemieszczenia poziome gruntu do głębokości 7 m [1] [5] oraz określono za pomocą badań CPTU i DMT zmianę para-metroacutew wytrzymałościowych i odkształce-niowych gruntu obok kolumny w czasie 30 dni od jej uformowania Wykonano roacutewnież proacutebne obciążenie odkrywkę kolumny oraz opisane poniżej pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Na rys 2a pokazano po-

Zmiany objętościowe w podłożu wzmacnianym metodą wymiany dynamicznejJerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

NapoczątkuartykułuscharakteryzowanokolumnykamienneformowanemetodąwymianydynamicznejNastępnieopisanowarunkigruntowenapoletkachbadawczychmetodykęwykonanychbadańiprocesformowaniakolumnykamiennejWartykulepodanowysokościzrzutuubijakajegozagłębieniapokażdymzrzucieorazobjętościwprowadzanegokruszywaPokazanokształtykolumnokreślonenapodstawieodkrywkiKształtywobuprzypadkachpozwoliłyoszacowaćobjętośćkruszywawkolumnachWartościteodniesionedoobjętościwtłoczonegokruszywastanowiąpodstawędoanalizyporoacutewnawczejwykonanejwostatniejczęściartykułuWanalizietejuwzględnionopomierzonepodczastestoacutewwyniesieniegruntuwpromieniudo6modosikolumnykamiennejCałośćwieńcząspostrzeżeniaautoroacutewnaanalizowanytematBadaniawykonanowramachprojektubadawczegonr1989BT02201140sfinansowanegoześrodkoacutewNarodowegoCentrumNaukibdquoPiotrKantyjestStypendystąwProjekciebdquoSWIFT(StypendiaWspomagająceInnowacyjneForumTechnologii)rdquoPOKL080201-24-00510wspoacutełfinansowanymześrodkoacutewUniiEuropejskiejwramachEuropejskiegoFunduszuSpołecznego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 02012013 data akceptacji do druku 22022013

dr hab inż Jerzy Sękowski prof nzw Pol Śl Katedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaJerzySekowskipolslpl

dr inż Sławomir KwiecieńKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaSlawomirKwiecienpolslpl

mgr inż Piotr KantyKatedra Geotechniki Wydział Budownictwa Politechnika ŚląskaPiotrKantypolslpl

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

7p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

letko tuż przed pierwszym zrzutem ubijaka Kolumny kamienne w tym rejonie były wy-konywane jako wzmocnienie podstawy na-sypu autostrady A4 Kształtowane kolumny w Czerwieńsku były wykonane na wcześniej uformowanej z piasku platformie roboczej Warunki grun-towe były określone na podstawie wierce-nia ręcznego oceny makroskopowej oraz badań laboratoryjnych Zasadniczym celem testoacutew było określenie kształtu kolumny ka-miennej na podstawie badań geofizycznych i poroacutewnanie go z kształtem z odkrywki oraz pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedz-twie Kolumny na terenie budowy w Czer-wieńsku stanowiły wzmocnienie podłoża pod budowaną łącznicę kolejową Na rys 2b przedstawiono platformę na ktoacuterej był wykonywany pomiar geofizyczny oraz ist-

niejący tor kolejowy na ktoacuterym w trakcie roboacutet odbywał się ruch pociągoacutew

Formowanie kolumny kamiennej ndashndash poletko nr 1

Kolumny na poletku nr 1 formowane były z mieszaniny pospoacutełki i tłucznia o frakcji 0-200 mm w proporcji jeden do jeden For-mowanie kolumny zrealizowano w trzech etapach używając ubijaka o masie 12 t Ubi-jak charakteryzował się wysokością 165 m maksymalną średnicą 10 m i średnicą pod-stawy 08 m Etap pierwszy to ukształtowanie krateru (je-den zrzut z 5 m oraz jeden z 15 m) następnie jeden zrzut z wysokości 75 m sześć zrzutoacutew z 15 m i sześć zasypoacutew W etapie drugim czternaście zrzutoacutew z wysokości 15 m oraz

cztery zasypy Etap trzeci to sześć zrzutoacutew z wysokości 15 m jeden zrzut z wysokości 10 m jeden z 75 m dwa z wysokości 5 m oraz trzy z 2 m Momenty w ktoacuterych wyko-nano zasypy o określonej objętości kruszy-wa oraz zagłębienia ubijaka po poszczegoacutel-nych zrzutach pokazano na rys3 Podane objętości odnoszą się do luźnego materia-łu Wiadomo że podczas wbijania materiał zagęszcza się i zmniejsza swoją objętość Do ukształtowania kolumny zużyto 209 m3 luźnego kruszywa Zaobserwowano spadki zagłębienia ubijaka od zrzutu oznaczonego na rys3 jako nr 24 W trakcie formowania kolumny prowa-dzono min pomiary wypiętrzeń gruntu w jej sąsiedztwie Pomiar był wykonywany po każdym z etapoacutew formowania kolumny w siedmiu punktach (na jednej prostej) oddalonych o 2 3 4 i 6 m od osi kolumny kamiennej po obu jej stronach Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu odnoto-wano 2 m od osi kolumny po zakończeniu jej formowania ndash wyniosło ono 32 cm Po-miary wypiętrzeń charakteryzowały się bra-kiem symetrii względem osi kolumny Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszacowano objętość wypię-trzonego gruntu na 76 m3

1Warunkigruntowea)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

2Urządzeniadźwigowewrazzubijakiemdoformowaniakolumna)napoletkunr1b)napoletkunr2

a) b)

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

8p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Formowanie kolumny kamiennej ndash ndash poletko nr 2

Kolumny na poletku nr 2 formowane były z mieszaniny piasku i destruktu betonowe-go o frakcji 0-150 mm Do kształtowania kolumn użyto ubijaka w kształcie bdquobeczkirdquo o masie 11 t wysokości 18 m maksymalnej średnicy 10 m i średnicy podstawy 07 m Pierwszy zrzut ubijaka nastąpił z wysokości 5 m w ten sposoacuteb uformowano krater ktoacutery zasypano kruszywem Kolejne zrzuty ubijaka wykonywane były z wysokości 10 m Doboacuter wysokości zrzutu był uwarunkowany bez-pośrednim sąsiedztwem czynnej linii kole-jowej Zrzuty między ktoacuterymi wykonywano zasypy krateru oznaczono na rys4 podając też na nim objętości wsypanego do krate-ru kruszywa Do ukształtowania kolumny zużyto 154 m3 luźnego kruszywa Spadki zagłębienia ubijaka zaczęto obserwować od zrzutu oznaczonego na rys4 jako nr 13 Na poletku nr 2 prowadzono roacutewnież po-miar wypiętrzeń terenu w sąsiedztwie wyko-

nywanej kolumny po każdym z etapoacutew jej formowania W tym przypadku notowano zachowania się 21 punktoacutew oddalonych o 2 3 4 5 i 6 m od osi kolumny kamiennej Punkty te ulokowane były na 5 osiach obroacute-conych względem siebie o 45deg Dodatkowe pomiary wykonano w 4 punktach oddalo-nych o 25 m od osi kolumny między wspo-mnianymi osiami Maksymalne pomierzone wypiętrzenie gruntu pomierzono 2 m od osi

kolumny po zakończeniu jej formowania ndashndash wyniosło ono 41 cm Wypiętrzenia podob-nie jak na poletku pierwszym charakteryzo-wały się asymetrią względem osi kolumny Maksymalne roacuteżnice wypiętrzeń punktoacutew w tej samej odległości od osi kolumny wy-niosły prawie 300 Na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew i obserwacji terenowych oszaco-wano objętość wypiętrzonego gruntu na 97 m3 Szczegoacutełowy opis wynikoacutew badań wypiętrzeń na poletku 2 zostanie opubliko-wany przez autoroacutew w najbliższym czasie

Odkrywka kolumny

W obu przypadkach odkrywki kolumn wy-konano koparko-ładowarką przez środek kolumny Ze względoacutew bezpieczeństwa po-miary inwentaryzacyjne oraz dokumentacja fotograficzna były wykonywane z poziomu terenu Na rysunku 5 i 6 przedstawiono wy-niki inwentaryzacji kolumn odpowiednio dla poletka 1 i poletka 2 Na poletku nr 1 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt podobny do beczki cha-rakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średnica głowicy była roacutewna 19 m na głębokości 19 m wynosiła 28 m a na głębokości 29 m wynosiła 265 m Kolumna miała długość 38 m i nie sięgała nośnych piaskoacutew Charakteryzowała się roacutewnież asy-metrią widoczną w przekroju pionowym (rys5b) Na podstawie kształtu kolumny oszacowano jej objętość na 161 m3 Na poletku nr 2 zinwentaryzowana ko-lumna miała kształt charakteryzujący się zmienną wzdłuż długości średnicą Średni-ca głowicy była roacutewna 24 m na głębokości 13 m wynosiła 18 m i malała z głębokością Podstawa kolumny miała kształt bdquopoacutełksięży-cardquo Kolumna charakteryzowała się długością 34 m bdquodochodzącrdquo do nośnych średnio za-gęszczonych piaskoacutew średnich Na podsta-wie kształtu kolumny oszacowano jej obję-tość na 93 m3

5Wynikiinwentaryzacjinapoletku1a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

3Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku1

4Zagłębieniaubijakaiobjętościzasypoacutewnapoletku2

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

9p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Analiza uzyskanych wynikoacutew

Zestawienia pomierzonych objętości ko-lumn wypiętrzonego gruntu oraz kruszywa wprowadzonego w podłoże przedstawiono w tabeli 1 W obu przypadkach zwraca uwagę fakt iż objętość wprowadzonego w grunt kru-szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej (ok 30-65) Wynika to z faktu dogęszczenia względnie luźnego materiału podczas wbijania w podłoże Można przyjąć nawet że wartość gęstości objętościowej kruszywa zmienia się w trakcie formowania kolumny z ρd min na ρd max Autorzy dysponu-jąc wynikami badań własnych oraz udostęp-nionych przez wykonawcę a także wykorzy-stując literaturę przedmiotu [7] oszacowali objętość materiału wbitego w podłoże gdy-by miał on gęstość ρd max na ok 183 m3 i 127 m3 odpowiednio dla poletka nr 1 i nr 2 W obu przypadkach zmodyfikowa-na objętość kruszywa jest nadal większa niż objętość kolumny Jak już wspomniano w pkt 3 artykułu na obydwu poletkach zaobserwowano i pomierzono asymetrię w wypiętrzeniach co zapewne przekłada się na asymetrię kolumny W przekonaniu autoroacutew istnieje praw-dopodobieństwo że kolumny miały więk-sze rozmiary w kierunku prostopadłym do odkrywki a co za tym idzie jej oszacowana objętość może być zaniżona Osobnym aspektem jest objętość wypię-trzonego gruntu w rejonie formowanej ko-lumny Na poletku nr 1 wypiętrzeniu uległo

niecałe 50 objętości kolumny Na poletku nr 2 objętość gruntu wypiętrzonego jest podobna do objętości kolumny W oby-dwu przypadkach są to znaczne objętości przy czym roacuteżnica w objętości materiału wypiętrzonego na poletku nr 1 i nr 2 może wynikać ze sztywności warstwy słabej (pyły zalegające na poletku w Przeworsku charak-teryzowały się edometrycznym modułem ściśliwości pierwotnej w zakresie obciążeń 125 - 25 kPa roacutewnym 35 MPa a namuły w Czerwieńsku 13 MPa) a także faktu osią-gnięcia lub nieosiągnięcia stropu warstwy sztywnej (rys5b i 6b) Intuicyjnie sztywny grunt lepiej przeniesie odkształcenia nie ulegając deformacji

Spostrzeżenia

Podczas wykonywania badań oraz interpre-tacji uzyskanych wynikoacutew dokonano nastę-pujących spostrzeżeńbull objętość wprowadzanego w grunt kru-

szywa jest większa niż objętość kolumny kamiennej Jest to związane ze zmianą za-gęszczenia kruszywa w trakcie formowa-nia kolumny

bull wypiętrzenia gruntu w sąsiedztwie kolum-ny są asymetryczne co może sugerować że kształt kolumny będzie podobny

bull o zachowaniu się układu kolumna - ota-czający grunt mogą decydować parame-try odkształceniowe warstw najsłabszych oraz sposoacuteb uformowania samej kolumny

bull asymetria wypiętrzeń i kształtu kolumny wymaga badań zachowania się układu

kolumna - otaczający grunt z uwzględnie-niem wszystkich kierunkoacutew Alternatywą dla trudnych techniczne badań polowych pozostają laboratoryjne badania modelo-we

Materiały źroacutedłowe

[1] Kanty P Wykorzystanie inklinometroacutew do badań przemieszczeń otoczenia wbi-janej kolumny kamiennej XII Konferen-cja Naukowa Doktorantoacutew Wydziałoacutew Budownictwa Szczyrk 10-11052012 r Monografia str75-84

[2] Kanty P Kwiecień S Wpływ energii for-mowania na kształt kolumn wykonywa-nych metodą wymiany dynamicznej Goacuternictwo i geoinżynieria Rok 35 zeszyt 22011 str325-331

[3] Kwiecień S Sękowski J Research on the shape of stone columns formed in the ground with the use of dynamic replacement method ACEE No22008 str65-72

[4] Kwiecień S Sękowski J Wymiana dyna-miczna ndash praktyczne aspekty zastoso-wania metody w budownictwie drogo-wym Magazyn Autostrady 10 2010 str 124-128

[5] Sękowski J Kwiecień S Kanty P Wyko-rzystanie inklinometroacutew w ocenie za-chowania się otoczenia wbijanej kolum-ny kamiennej Artykuł po pozytywnej recenzji przeznaczony do druku w cza- sopiśmie Materiały Budowlane nr 32013

[6] Stinnette P i inni A quality control pro-gramme for performance evaluation of dynamic replacement of organic soil deposits Geotechnical and Geological Engineering 1997 15 p 283-302

[7] Earth manual Part 1 US Department of interior bureau of reclamation Earth Sciences of Research Laboratory Geo-technical Research Technical Service Center Denver Colorado 1998

6Wynikiinwentaryzacjinapoletku2a)widokwwykopieb)szczegoacutełyinwentaryzacji

a) b)

Objętość [m3] Poletko nr 1 Poletko nr 2

kruszywa kolumny na podstawie odkrywki 161 93

luźnego kruszywa przed wbiciem w podłoże 209 154

wypiętrzonego gruntu w sąsiedztwie kolumny 76 97

Tab1Zestawienieanalizowanychobjętości

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

10p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

W latach 2007-2012 wprowadzono w życie szereg przepisoacutew zmieniających zasadniczo podejście do badań podłoża gruntowego oraz projektowania i rozwiązywania proble-moacutew geotechnicznych Przyjęcie Eurokodu 7 [1 2] wraz z załącznikiem krajowym [3] zmieniło dotychczasowe podejścia obli-czeniowe w projektowaniu zagadnień geo-technicznych w niektoacuterych przypadkach jak np ocena stateczności skarp gruntowych wprowadzając całkowicie odmienne zasady przeprowadzania analiz Z kolei w zakresie przeprowadzania oraz sposobie dokumen-towania badań geologiczno-inżynierskich jak i badań geotechnicznych znaczące zmia-ny przyniosły przepisy wdrożone w latach 2011-2012 Jedną z nowych form dokumen-tacji jest projekt geotechniczny wprowadzo-ny w najnowszym rozporządzeniu Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Mor-skiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustala-nia geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych [4] Osuwiska skarp nasypoacutew drogowych oraz zniszczenia droacuteg występujących na zboczach są jednym ze stosunkowo często zdarzających się przypadkoacutew w ktoacuterych w świetle nowych przepisoacutew konieczne bę-dzie sporządzanie min projektoacutew geotech-nicznych dotyczących sposoboacutew zabezpie-czenia i likwidacji osuwiska

W artykule przedstawiono przykład osu-wiska powstałego na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna na Dolnym Śląsku dla ktoacuterego opracowano projekt geotech-niczny jego likwidacji zgodny z nowo wpro-wadzonymi przepisami [4] Przedstawiono elementy jakie projekt geotechniczny po-winien zawierać w tym ustalenie przyczyn rozwoju procesu osuwiskowego ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy od-wrotnej oraz przygotowanie schematoacutew obliczeniowych dla sprawdzenia stanu gra-nicznego stateczności GEO dla odbudowa-nego podłoża gruntowego drogi Ponadto w projekcie geotechnicznym rozumianym jako element Projektu Budow-lanego zawarto projekt koncepcyjny od-budowy drogi i udrożnienia koryta potoku (głoacutewna przyczyna osuwiska) biorąc pod uwagę lokalne możliwości i ograniczone środki finansowe na likwidację powstałej awarii

Podstawy prawne sporządzenia projektu geotechnicznego

W świetle aktualnych przepisoacutew [4] projek-towanie geotechniczne obejmuje trzy etapy sporządzania dokumentacji geotechnicznej Pierwszym wstępnym etapem jest opraco-

wanie opinii geotechnicznej w ktoacuterej nale-ży ustalić przydatność podłoża (gruntoacutew) na potrzeby budownictwa oraz określić kategorię geotechniczną analizowanego problemu czy inwestycji Następnie po prze-prowadzeniu ustalonego zakresu badań polowych i laboratoryjnych adekwatnych do przyjętej kategorii geotechnicznej (dru-giej oraz trzeciej) sporządzana jest doku-mentacja badań podłoża gruntowego Dla najbardziej problematycznych przypadkoacutew zaliczonych do trzeciej kategorii geotech-nicznej oraz drugiej kategorii w złożonych warunkach gruntowych należy dodatkowo sporządzić dokumentację geologiczno-in-żynierską opracowaną zgodnie z przepisa-mi Prawa Geologicznego i Goacuterniczego [5] Trzecim etapem jest opracowanie projektu geotechnicznego od sporządzania ktoacutere-go można odstąpić jedynie w przypadkach obiektoacutew zaliczonych do pierwszej kategorii geotechnicznej Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą opracowania geotechnicznego ktoacutere wprowadzono w miejsce opracowywanych według poprzednich przepisoacutew ekspertyz geotechnicznych O zawartości ekspertyzy geotechnicznej z uwagi na brak jej precy-zyjnej definicji w przepisach decydowało doświadczenie autora (geotechnika) oraz potrzeby zleceniodawcy W aktualnej edycji Rozporządzenia [4] szczegoacutełowo wymienio-no zawartość tematyczną projektu geotech-nicznego ktoacutery zgodnie z Eurokodem 7 [1 2 3] w ogoacutelnym przypadku powinien zawie-raćbull prognozę zmian właściwości podłoża

gruntowego w czasiebull określenie obliczeniowych parametroacutew

geotechnicznychbull określenie częściowych wspoacutełczynnikoacutew

bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicz-nych

Zasady sporządzania projektu geotechnicznego związanego z likwidacją osuwisk w drogownictwie Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Wroku2012wprowadzononoweprzepisydotycząceustalaniawarunkoacutewposadowieniaobiektoacutewbudowlanychzmieniająceminzasadydokumentowaniabadańpodłożagruntowegoorazprojektowaniairozwiązywaniaproblemoacutewgeotechnicznychZmianytezwiązanesązdostosowaniemkrajowychprzepisoacutewstosowanychwbudownictwiedoEurokodoacutewJednąznowychformdokumentacjijestprojektgeotechnicznyWartykuleomoacutewionoszczegoacutełowozasadyjegosporządzaniaPodanoprzykładopracowaniaprojektugeotechnicznegozwiązanegozlikwidacjąosuwiskadrogowego

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Andrzej BatogPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiandrzejbatogpwrwrocpl

dr inż Maciej HawryszPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejhawryszpwrwrocpl

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

11p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull określenie oddziaływań od gruntubull przyjęcie modelu obliczeniowego pod-

łoża gruntowego a w prostych przypad-kach projektowego przekroju geotech-nicznego

bull obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ocenę ogoacutelnej statecz-ności

bull ustalenie danych niezbędnych do zapro-jektowania fundamentoacutew lub innych kon-strukcji wspoacutełpracujących z gruntem (np warstw konstrukcyjnych drogi lub podto-rza kolejowego)

bull specyfikację badań niezbędnych do za-pewnienia wymaganej jakości roboacutet ziemnych i specjalistycznych roboacutet geo-technicznych

bull określenie szkodliwości oddziaływań woacuted gruntowych na obiekt budowlany i sposo-boacutew przeciwdziałania tym zagrożeniom

bull określenie zakresu niezbędnego mo-nitorowania wybudowanego obiektu budowlanego obiektoacutew sąsiadujących i otaczającego gruntu niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystą-pić w trakcie roboacutet budowlanych (lub w wyniku ich wykonania) oraz w czasie użyt-kowania obiektu budowlanego

Zatem projekt geotechniczny jest spe-cjalistycznym opracowaniem stanowiącym podstawę do sporządzenia bezpiecznego i prawidłowego z punktu widzenia geotech-niki Projektu Budowlanego Zawierać powi-nien zaroacutewno niezbędne dane i parametry dla projektanta (min wartości obliczeniowe parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew przekroje i modele obliczeniowe specja-listyczne obliczenia wykonywane przez geotechnika (np ocena nośności i osiadań podłoża stateczności skarp i in) jak roacutewnież

wytyczne dotyczące technologii i wykonaw-stwa roboacutet ziemnych objętych projektem oraz niezbędny zakres monitorowania eks-ploatowanego obiektu

Charakterystyka osuwiska drogowego

Sposoacuteb sporządzania projektu geotechnicz-nego na potrzeby opracowania projektu bu-dowlanego likwidacji osuwiska przedstawio-no na przykładzie osuwiska ktoacutere powstało na lokalnej drodze w miejscowości Ostrężna w powiecie strzelińskim na Dolnym Śląsku Okolice miejscowości Ostrężna charakte-ryzują się bardzo zroacuteżnicowaną morfologią z licznymi wzniesieniami rozciętymi wąskimi i głębokimi dolinami i jarami w ktoacuterych płyną

cieki wodne Wiosną 2011 roku w okresie znacznego ocieplenia i wystąpienia inten-sywnych roztopoacutew na zboczu obejmują-cym lokalną drogę asfaltową rozwinęło się osuwisko powodując przerwanie drogi na długości ok 50 m Jęzor osuwiska spłynął do koryta potoku spiętrzając w nim wodę co doprowadziło do podmycia pobliskiego przepustu oraz spowodowało powstanie dużych rozlewisk w dolinie potoku Loka-lizację osuwiska przedstawiono na rys 1 Rozmiar uszkodzeń i zniszczeń oraz zasię-gu rozwiniętego procesu osuwiskowego przedstawiono na fotografiach fot 2 i fot 3 Wskutek osuwiska ważna dla społeczności lokalnej droga komunikacyjna została wyłą-czona z użytkowania na długi okres czasu

1Lokalizacjaosuwiskaotworoacutewbadawczychiprzekrojoacutewgeotechniczny

2OsuwiskodrogowewrejoniemiejscowościOstrężnawpowieciestrzelińskim

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

12p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opinia geotechniczna i dokumentacja badań podłoża gruntowego

Osuwisko zostało w ramach opinii geo-technicznej przypisane do drugiej kategorii geotechnicznej uwzględniając zmienność i niejednorodność warunkoacutew gruntowych występowanie gruntoacutew słabonośnych oraz lokalizację wysokość i nachylenie skarpy W zakresie należącym do dokumentacji badań podłoża gruntowego rozpoznanie warunkoacutew gruntowo - wodnych przepro-wadzono w siedmiu wybranych punktach przedmiotowego terenu badań rozmiesz-czonych w miarę regularnej siatce Lokaliza-cję penetracyjnych otworoacutew badawczych podano na rys 1 Profile litologiczne podłoża gruntowego w miejscu wykonania otworoacutew

badawczych opisano na podstawie analizy makroskopowej gruntoacutew Do badań labo-ratoryjnych pobrano proacutebki kat B gruntoacutew spoistych dominujących w profilach litolo-gicznych otworoacutew badawczych Wybrane proacutebki gruntoacutew spoistych poddano analizie granulometrycznej oraz oznaczono dla nich granice konsystencji Atterberga i określono stan gruntu Dla wszystkich proacutebek ktoacutere miały zachowaną wilgotność oznaczono wilgotność naturalną gruntu oraz gęstość objętościową Badania wykonano zgodnie z normą [6]

Zawartość projektu geotechnicznego

Przeprowadzone rozpoznanie geotechnicz-ne stanowiło podstawę do opracowania szeregu zagadnień wchodzących w skład

projektu geotechnicznego Niektoacutere z wy-mienionych wyżej ogoacutelnych elementoacutew projektu geotechnicznego w przedmio-towym przypadku uznano za zbędne (np ocena osiadań czy ustalenie parametroacutew do zaprojektowania fundamentoacutew) W szcze-goacutelności opracowano następujące elemen-tybull model geotechniczny podłoża obejmu-

jący min opracowanie przekrojoacutew geo-technicznych obszaru osuwiska wybrane przekroje przedstawiono na rys 4 i rys 5

bull ustalenie parametroacutew wytrzymałości na powstałej powierzchni poślizgu metodą analizy odwrotnej

bull ustalenie wartości wyprowadzonych pa-rametroacutew geotechnicznych wydzielonych warstw gruntowych

bull określenie przyczyn powstania i rozwoju procesu osuwiskowego

bull schematy obliczeniowe dla sprawdzenia stanu granicznego stateczności GEO dla odbudowanej konstrukcji drogi

bull zalecenia dotyczące technicznie możli-wych metod odbudowy zniszczonej drogi oraz monitoringu w czasie jej eksploatacji

Wskazania do projektu likwidacji osuwiska i odbudowy drogi

Obserwacje poczynione w czasie wizji lo-kalnej wraz z wynikami przeprowadzonego rozpoznania geotechnicznego rejonu osu-wiska dowodzą że do jego powstania przy-czyniły siębull intensywny dopływ woacuted powierzchnio-

wych w rejon osuwiska z poacutel uprawnych w wyniku niekorzystnego ukształtowania powierzchni tych działek i gwałtownego topnienia śniegu kierunki napływu woacuted powierzchniowych pokazano na rys 1 intensywnemu napływowi woacuted rozto-powych i opadowych w rejon obecnego osuwiska sprzyjał roacutewnież sposoacuteb orki

4PrzekroacutejgeotechnicznyIV-IVprzeprowadzonypozaobszaremosuwiska(skalapoziomaskażona)

5PrzekroacutejgeotechnicznyV-Vprzeprowadzonyprzezosuwisko(skalapoziomaskażona

3Zniszczonawwynikuosuwiskadroga

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

13p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

pola ktoacutery wytworzył swoiste zagłębienie wzdłuż goacuternej krawędzi skarpy groma-dząc i przetrzymując w nim wodę

bull nieuregulowane koryto oraz zniszczony przepust pod drogą powyżej osuwiska spowodował powstanie licznych rozle-wisk i podtopień stopy skarpy

bull w budowie geologicznej zbocza koryta potoku w ktoacuterym poprowadzono drogę gminną dominują utwory słabo przepusz-czalne łatwo ulegające uplastycznieniu w wyniku podniesienia ich wilgotności (pyły gliny pylaste) na dodatek podścielone warstwą bdquośliskichrdquo iłoacutew o konsekwentnym nachyleniu

Wskutek wzrostu wilgotności mało spo-istych gruntoacutew podłoża drogi nastąpiło istotne obniżenie ich wytrzymałości na ści-nanie i rozwoacutej procesu osuwiskowego

Możliwe rozwiązania projektowe

Podstawowe rozwiązania projektowe likwi-dacji osuwiska i odbudowy zniszczonego fragmentu drogi gminnej nr 7 powinny obejmowaćbull ujęcie i odprowadzenie do potoku woacuted

powierzchniowych spływających w kie-runku goacuternej krawędzi skarpy z poacutel oraz ze skarpy wzdłuż drogi

bull odbudowę przepustu drogowego powy-żej osuwiska i oczyszczanie koryta potoku zapewniając odpowiedni przepływ w nim wody nie powodujący powstawania roz-lewisk i stagnowania wody u stopy skarpy

bull wykonania konstrukcji oporowej dla za-pewnienia wymaganego poziomu sta-teczności naruszonego zbocza po usunię-ciu niezbędnej części koluwium

bull odbudowę zniszczonej konstrukcji drogi

Podsumowanie

Projekt geotechniczny jest zupełnie nową formą dokumentacji budowlanej ktoacuterego zakres opisany w rozporządzeniu go wpro-wadzającym w życie jest bardzo szeroki Upłynie zapewne dużo czasu nim zosta-ną wypracowane w praktyce projektowej powszechnie akceptowalne podejścia do jego tworzenia Poniżej Autorzy podają kilka uwag dotyczących sporządzania projektoacutew geotechnicznych jakie wynikają z ich do-tychczasowej praktyki1 Wprowadzony w kwietniu 2012r do pro-

cesu projektowania budowlanego projekt geotechniczny praktycznie zastępuje do-tychczasowe ekspertyzy geotechniczne i jednocześnie wskazuje i uszczegoacuteławia zakres badań podłoża gruntowego W konsekwencji pożądana jest już na etapie planowania badań geotechnicznych kon-sultacja ze specjalistą ndash geotechnikiem pozwalająca na optymalizację zakresu tych badań ktoacutera roacutewnież ograniczy do minimum konieczność wykonywania do-datkowych badań uzupełniających już po przekazaniu dokumentacji badań podło-ża gruntowego dla wykonawcy projektu geotechnicznego

2 Wspoacutełczesne projektowanie geotechnicz-ne wymusza ograniczenie wykorzystywa-nia ogoacutelnopolskich zależności korelacyj-nych dla ustalania charakterystycznych wartości parametroacutew geotechnicznych gruntoacutew na rzecz ustalania parametroacutew geotechnicznych na podstawie badań lo-kalnych zależności uzyskiwanych roacuteżnymi metodami badań polowych (nie tylko son-dowanie statyczne CPTCPTU) lub specja-listycznymi badaniami laboratoryjnymi dla

ważnych obiektoacutew a także na podstawie numerycznych analiz odwrotnych

3 Wykonawca projektu geotechnicznego kierując się wyspecyfikowanym w przywo-łanym Rozporządzeniu [4] ogoacutelnym zakre-sem tego dokumentu powinien wybrać niezbędne i istotne dla danego obiektu zadania pozwalające na sprawdzenie od-powiednich stanoacutew granicznych według Eurokodu 7 określając w ten sposoacuteb stan bezpiecznej eksploatacji przedmiotowej inwestycji

Materiały źroacutedłowe

[1] PN-EN 1997-1 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndashCzęść 1 Zasady ogoacutelne

[2] PN-EN 1997-2 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne ndash Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego

[3] PN-EN 1997-1 2008Ap22010 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1 Zasady ogoacutelne Załącznik krajowy NA

[4] Rozporządzenie Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunkoacutew posadawia-nia obiektoacutew budowlanych DzU z dn 25042012 poz 463

[5] Prawo geologiczne i goacuternicze Ustawa z 9 czerwca 2011 r Dz U Nr 163 poz 981

[6] Norma PN-86B-04481 Badania proacutebek gruntu

Call for Papers mdash zaproszenie do publikacjibdquoPlany Transportowerdquo

Redakcja bdquoPrzeglądu Komunikacyjnegordquo planuje wydać w połowie roku 2013 numer tematyczny dotyczący zagadnień związanych z opracowywaniem bdquoPlanoacutew zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegordquo zgodnie z zakresem definiowanym w bdquoUstawie o publicznym transporcie zbiorowymrdquo

Prosimy o nadsyłanie materiałoacutew dotyczących prowadzonych prac oraz opisoacutew wdrożonych lub planowanych rozwiązań

Termin nadsyłania artykułoacutew 30042013 rO zakwalifikowaniu do druku decyduje także kolejność zgłoszeń

Artykuły przygotowane zgodnie z wytycznymi Przeglądu Komunikacyjnego należy nadsyłać na adres artykulyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl

Informacje dotyczące sugerowanych obszaroacutew tematycznych publikacji dostępne są na stronie httpprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl w zakładce bdquoCall for Papersrdquo

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

14p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Dobrze rozwinięta sieć drogowa jest pod-stawą rozwoju gospodarczego kraju Jej odpowiednia jakość i utrzymanie w dobrej kondycji odgrywa w tym zagadnieniu klu-czową rolę W Polsce w ostatnim czasie na-stąpił znaczny wzrost inwestycji w budowie nowych i przebudowie starych układoacutew komunikacyjnych ndash autostrad droacuteg szyb-kiego ruchu itp Coraz częściej inwestycje te są realizowane na terenach zdegradowa-nych min wskutek działalności goacuterniczej Projektowanie i budowa obiektoacutew w takich warunkach wymaga uwzględnienia wielu złożonych procesoacutew w tym wpływoacutew eks-ploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu Pretekstem do przeanalizowania roacuteżnego rodzaju podejścia do powyższych zagad-nień są wybudowane i oddane do użytku w ostatnich kilku latach obiekty na terenie wojewoacutedztwa śląskiego a szczegoacutelności obiekt na granicy Jastrzębia Zdroju i Pawło-wic widoczny na fotografii nr 1 ktoacuteremu jest poświęcony niniejszy artykuł Droga wojewoacutedzka nr 933 jest najważ-niejszą arterią komunikacyjną miasta Ja-strzębie Zdroacutej przebiegającą w kierunku wschoacuted-zachoacuted Droga ta w Jastrzębiu-Bziu przecina tory goacuterniczych linii kolejowych o dużym natężeniu ruchu Dla realizacji bez-

kolizyjnego ruchu w ciągu tej drogi nad to-rami wybudowany został w latach siedem-dziesiątych wiadukt Wiadukt ten nazywany bdquostarymrdquo jak i tory linii kolejowej od połowy lat siedemdziesiątych podlegały wpływom intensywnej eksploatacji goacuterniczej W wy-niku wpływoacutew tej eksploatacji oraz podno-

szenia toroacutew wyczerpana została pionowa skrajnia pod wiaduktem i zaszła potrzeba wybudowania nowego wiaduktu Wiadukt ten nazywany bdquonowymrdquo wraz z najazdami wybudowany został w 2002 r roacutewnolegle do wiaduktu bdquostaregordquo po jego stronie połu-dniowej

Obserwacje i wnioski wynikające z pracy nasypu zbrojonego geosyntetykami na terenie podlega-jącym dużym wpływom eksploatacji goacuterniczej w Jastrzębiu-Bziu Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

WniniejszymartykulezostałomoacutewionywpływdokonanejeksploatacjigoacuterniczejnapowierzchnięterenunaktoacuterymzostałwybudowanywiaduktnadtoramikopalnianejliniikolejowejwrazznajazdamiwJastrzębiu-BziuNajazdynasypytegoobiektuzostaływykonanewtechnologiigruntuzbrojonegogeosyntetykamiw2002riodtegoczasuciąglesąpoddawanewpływomeksploatacjiObecniepo10-ciulatachpracykonstrukcjinasypumożnawyciągnąćpraktycznewnioskiwodniesieniudoprzyjętychsposoboacutewbudowyiwzmocnieniabudowliziemnychnaszkodachgoacuterniczychcopoczynionoiopisanoZawartownioskiiobserwacjezachowywaniasięwwbudowliziemnejzbrojonejgeosyntetykamiReferatprzedstawiaroacutewnieżzakresdalszejprojektowanejeksploatacjiiefektprzewidywanychwpływoacutewnapowierzchnięterenu

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 07012013 data akceptacji do druku 22022013

mgr inż Michał PilchPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ootechinorapl

prof dr hab inż Jan ZychPolitechnika Śląska Wydział Goacuternictwa i Geologi Katedra Geo-mechaniki Budownictwa Podziemnego i Zarządza-nia Ochroną Powierzchnijanzychpolslpl

1WidokwykonanegonasypuwciąguDW933odstronymiastaJastrzębieZdroacutejwkierunkuPawłowicwdniuoddaniaobiektudoeksploatacjiw2002r

mgr inż Jarosław AjdukiewiczPrzedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp z ooinorainorapl

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

15p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Wiadukty bdquostaryrdquo i bdquonowyrdquo położone są na granicy obszaroacutew goacuterniczych dwoacutech ko-palń bdquoZofioacutewkardquo i bdquoPnioacutewekrdquo co utrudnia wła-ściwą koordynację eksploatacji w tym rejo-nie Wiadukt bdquonowyrdquo zlokalizowany został na obszarze IV kategorii terenu goacuterniczego

Charakterystyka powierzchni terenu oraz warunkoacutew geologiczno-goacuterniczych w rozpatrywanym rejonie

Powierzchnia terenu w rejonie rozpatry-wanych wiaduktoacutew w Jastrzębiu-Bziu ma budowę falistą rozciętą dolinami potokoacutew Pasmo najwyższych wzniesień o rzędnych ponad +2800 m npm występuje w cen-tralnej części obszaru na linii Szeroka - Bzie W dolinach potokoacutew rzędne wysokościo-we terenu wynoszą od +2500 do +2600 m npm Generalnie powierzchnia terenu w rozpatrywanym rejonie tworzy kotlinę ktoacuterej dno znajduje się na południowy za-choacuted od wiaduktoacutew Goacuterotwoacuter w rejonie przedmiotowych wiaduktoacutew zbudowany jest z warstw czwar-torzędowych trzeciorzędowych i karbonu Czwartorzęd zbudowany jest z glin pia-skoacutew i żwiroacutew Wykazuje dużą zmienność w wykształceniu litologicznym oraz znacz-ne zmiany grubości na niedużych odległo-ściach Przeciętna grubość tych warstw wy-nosi od 30 do 50 m Trzeciorzęd zbudowany jest z warstw ilastych marglistych miejscami zapiaszczo-nych przewarstwionych cienkimi wkładka-mi i soczewkami pyłoacutew i piaskoacutew pylastych Wkładki piaszczyste stanowią odizolowanie horyzonty wodne zawierające słone wody reliktowe Miąższość utworoacutew trzeciorzędo-wych wynosi około 330 m Karbon produktywny reprezentowany jest przez warstwy orzeskie rudzkie i siodło-we zalegające monoklinalnie na wschoacuted pod kątem 2o do 8o Warstwy orzeskie wy-kształcone są głoacutewnie jako skały ilaste i mu-łowce Skały piaskowcowe występują pod-rzędnie Warstwy rudzkie w goacuternej części wykształcone są w facji iłowcowo-mułow-cowej natomiast w dolnej części przewa-żają piaskowce nad iłowcami i mułowcami Warstwy siodłowe zbudowane są głoacutewnie z piaskowcoacutew gruboławicowych grubo i średnioziarnistych czasem z wkładkami zlepieńcoacutew Łupki ilaste i piaszczyste tworzą warstwy o niedużej miąższości i występują głoacutewnie w stropie i spągu pokładoacutew węgla Bezpośrednio pod wiaduktami nie wystę-pują zaburzenia tektoniczne W dalszej odle-głości od wiaduktoacutew występują zaburzenia tektoniczne z ktoacuterych za najważniejsze na-leży przyjąć uskok bdquoPnioacutewkowskirdquo o zrzucie 25-35 m oraz uskok bdquoCentralnyrdquo o zrzucie 10-20 m Z poacutełnocy na południe przebie-gają dwie strefy uskokowe strefa uskoku ja-strzębskiego o zrzucie około 10 m na zachoacuted

i strefa druga przebiegająca na wschoacuted od niej o zrzucie około 4 m na wschoacuted Po stronie KWK bdquoPnioacutewekrdquo mamy jedną strefę o przebiegu z poacutełnocy na południe i zrzucie około 6 m na wschoacuted Duży wpływ na warunki gruntowo-wod-ne na powierzchni miała eksploatacja goacuter-nicza Wskutek dużych osiadań terenu wy-noszących od około 8 m do 18 m w rejonie wiaduktoacutew i nasypoacutew wytworzyło się silnie napięte zwierciadło woacuted gruntowych na głębokości około 2divide3 m bezpośrednio pod 2 metrową warstwą gliny na ktoacuterej posado-wiony jest nasyp W bezpośrednim podłożu droacuteg najazdowych w nasypach niekontrolo-wanych pochodzenia antropogenicznego stwierdzono występowanie swobodnego zwierciadła woacuted na powierzchni lub na niewielkiej głębokości do ndash 05 m pod po-wierzchnią terenu W podłożu nasypoacutew występuje roacutewnież napięte zwierciadło woacuted gruntowych na-wiercone w stropie warstw gruntoacutew syp-kich a więc na zmiennej głębokości od 45 do 91 m ppt W rejonie nowego wiaduktu ustabilizowane zwierciadło woacuted gruntowych występowało na głębokości od 09 do 20 m ppt a w otworach badawczych po jego wschodniej stronie występowały wypływy na powierzchnię względnie zwierciadło woacuted stabilizowało się na małej głębokości

Dokonana eksploatacja goacuternicza

W rozpatrywanym rejonie wiaduktoacutew w ul Pszczyńskiej w Jastrzębiu Zdroju eks-ploatacja goacuternicza prowadzona była przez KWK bdquoZofioacutewka i KWK bdquoPnioacutewek Do cza-su wybudowania wiaduktu nowego ko-palnia bdquoZofioacutewkardquo prowadziła eksploatację w dziewięciu pokładach a kopalnia bdquoPnioacutewekrdquo w siedmiu pokładach Dla rozpatrywanego zagadnienia istotny jest okres dokonanej eksploatacji po wybu-dowaniu nowego wiaduktu wraz z najazda-mi to jest eksploatacja goacuternicza dokonana od IV kwartału 2002 r Zakres tej eksploatacji został przedstawiony schematycznie na rys 2W okresie 1974-2011 KWK bdquoZofioacutewkardquo pro-wadziła eksploatację goacuterniczą z zawałem stropu oraz z podsadzką suchą w 17 pokła-dach KWK bdquoPnioacutewekrdquo prowadziła eksploata-cję goacuterniczą roacutewnież z zawałem stropu w 14 pokładach

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na wiadukty i najazdy na podstawie pomiaroacutew geodezyjnych

Wpływ dokonanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu i obiekty najdokładniej można określić na podstawie komplekso-wych pomiaroacutew geodezyjnych prowadzo-nych od początku eksploatacji Nie zawsze jednak takie pomiary są prowadzone głoacutew-nie ze względu na duży przestrzenny zakres i długi czasokres eksploatacji

2DokonanaeksploatacjagoacuterniczaKWKZofioacutewkawrejonieulPszczyńskiejwokresieod20020930do20110407

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

16p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Na rozpatrywanym terenie KWK bdquoZofioacutewkardquo prowadziła następujące pomiary geodezyj-nebull pomiar osiadań na reperach bdquostaregordquo wia-

duktubull pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań na bdquostarymrdquo nasypiebull pomiar osiadań na bdquonowymrdquo nasypie bull pomiar osiadań na reperach bdquonowegordquo

wiaduktubull pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukciebull pomiar osiadań dla obliczenia prędkości

osiadania w okresach jednodniowych

Obserwacje prowadzone na bdquostarymrdquo wiadukcie i nasypie

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquostarymrdquo wiadukcie wy-konywane były od 1979 r na czterech repe-rach A B C i D rozmieszczonych jak na rys 3W związku z tym że w latach 1985 1990 1994 i 2000 wykonywane były remonty wia-duktu część reperoacutew uległa czasowo uszko-dzeniu Repery te były następnie odtwarza-ne Na podstawie wykonywanych pomiaroacutew geodezyjnych oraz interpolacji osiadań w kilku kroacutetkich okresach czasu (wymiana reperoacutew) można było odtworzyć osiadanie wiaduktu od początku jego istnienia do chwili obecnej Osiadania w czasie reperoacutew na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Oznaczenia w legendzie na rys 4 odnoszą się do osiadań (w) ozna-czeń reperoacutew (A B C i D) bdquonowegordquo i bdquostare-gordquo obiektu (n i s) Maksymalne osiadanie wiaduktu w tym okresie wyniosło 1292 m Maksymalne osiadanie bdquostaregordquo wiaduk-tu w okresie 2000-2011 wyniosło 713 m Prędkość osiadania punktoacutew bdquostaregordquo wia-duktu z pomiaroacutew wykonywanych codzien-nie w marcu 2003 r wynosiła maksymalnie 32 mmdobę a z pomiaroacutew wykonywa-nych w dłuższych okresach czasu wynosiła 16 mmdobę (rys 5) Osiadania na bdquostarymrdquo nasypie mierzone były od 08092000 r do 21092004 r na 39 punktach Osiadania punktoacutew bdquostaregordquo na-sypu przedstawiono na rys 6 a osiadania w czasie punktoacutew bdquostaregordquo nasypu przesta-wiono na rys 7 Maksymalne osiadanie nasypu w latach 2000-2004 wystąpiło na zachoacuted od wiaduk-tu i wynosiło 391 m Maksymalna prędkość osiadania wystąpiła pod koniec II kwartału 2002 roku i wynosiła 125 mmdobę

Pomiar dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcieNa bdquostarymrdquo wiadukcie mierzone też były odległości pomiędzy reperami oraz szero-kość szczelin dylatacyjnych Przebieg zmian dylatacji na bdquostarymrdquo wiadukcie w okresie 1979ndash2011 przestawiono na rys 8 Z wykre-soacutew tych wynika że w okresie 1979ndash2003

3Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquostaregordquowiaduktu

4Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquostaregordquoibdquonowegordquowiaduktuwokresieod31081979rdo28022011r

5Prędkośćosiadaniareperoacutewbdquostaregordquowiaduktuwokresie1979-2011

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

17p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

szerokość szczelin dylatacyjnych zwiększyła się o około 075 m W latach 2000-2011 szerokość szczelin dylatacyjnych początkowo zwiększyła się o około 028 m a następnie od stycznia 2003 r szerokość szczelin zaczęła się po raz pierw-szy zmniejszać Od stycznia 2003 r do lipca 2011 r szerokość szczelin zmniejszyła się o około 030 m Jeśli chodzi o roacuteżnice odległości pomię-dzy punktami na poziomie toroacutew i na pozio-mie jezdni to na poziomie toroacutew te roacuteżnice w ostatnim okresie były większe

Odkształcenia poziome w rejonie bdquostaregordquo wiaduktuNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquostarymrdquo wiadukcie obliczono od-kształcenia poziome W okresie do 2000 r przez cały czas występowały odkształcenia poziome rozciągające Największe wystąpiły w okre-sie 1979ndash1989 i wynosiły około 145 mmm Odkształcenia poziome w układzie narasta-jącym w okresie 2000ndash2011 przestawiono na rys 9 Z wykresoacutew tych wynika że w okre-sie 2000 ndash koniec 2002 r wystąpił największy przyrost odkształceń poziomych rozciągają-cych o wartości rzędu 150 mmm W tym czasie budowany był bdquonowyrdquo wiadukt wraz z nasypami W okresie od początku 2003 r do 2011 r wystąpiły odkształcenia pozio-me ściskające o wartości od ndash11 mmm do ndash15 mmm

Pomiary prowadzone na bdquonowymrdquo wiadukcie i bdquonowychrdquo nasypach

OsiadaniaPomiary osiadania na bdquonowymrdquo wiadukcie wykonywane są od chwili oddania wiaduk-tu do użytku to jest od listopada 2002 r na ośmiu reperach A B E F G H I i J rozmiesz-czonych jak na rys 10 Osiadania w czasie reperoacutew na bdquonowymrdquo wiadukcie w okresie 2002 ndash 2011 przedsta-wiono na rys 4 Maksymalne osiadanie wia-duktu w tym okresie wyniosło 651 m Na podstawie pomierzonych osiadań obliczono z pomiaroacutew co miesiąc prędkość osiadania nowego wiaduktu ktoacutera mak-symalnie wyniosła 16 mmdobę W marcu 2003 r przez jeden tydzień na wiadukcie bdquostarymrdquo i bdquonowymrdquo pomiary wykonywano codziennie Z wykresoacutew wynika że pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była zmienna w czasie i wynosiła od 0 do 32 mmdobę Maksymalna pręd-kość osiadania z pomiaroacutew wykonywanych codziennie była dwukrotnie większa od prędkości osiadania obliczonej z pomiaroacutew wykonywanych co miesiąc Z badań tych wynika roacutewnież że im większy jest postęp frontu tym większy wpływ na prędkość osia-dania a szczegoacutelnie jej zmienność w czasie mają postoje frontu

6Osiadaniapunktoacutewbdquostaregordquonasypuwokresie2000-2004

7Osiadaniewczasiepunktoacutewnanasypiebdquostarymrdquowokresie2000-2004

8Zmianaszerokościszczelindylatacyjnychnabdquostarymrdquowiadukciewokresie1979-2011

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

18p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Po wybudowaniu bdquonowegordquo nasypu na jezdni zaznaczono farbą 40 punktoacutew po-miarowych Pierwszy pomiar wykonano 30102002 r W marcu 2003 r rozszerzono tą linię w kierunku zachodnim (linia obserwacyj-na w ul Pszczyńskiej) i zmieniono numerację punktoacutew Niecki osiadania wzdłuż bdquonowegordquo nasypu w okresie 30102002 ndash 17062011 r przedstawiono na rys 11 Maksymalne osia-danie wyniosło dotychczas 652 m Niecka osiadania z pomiaroacutew nie jest symetryczna względem osi wiaduktu Na-chylenie maksymalne skrzydła zachodniego niecki wynosi -156 mmm i występuje po-między punktami 37-38 Nachylenie maksy-malne skrzydła wschodniego jest dwa razy większe i wynosi 335 mmm i występuje pomiędzy punktami 70-71 Osiadanie punktoacutew w czasie wzdłuż bdquono-wychrdquo nasypoacutew przedstawiono na rys 12 Z osiadania punktoacutew w czasie możemy wy-dzielić 7 okresoacutew względnego uspokojenia terenu związanych z eksploatacją kolejnych pokładoacutew Osiadanie w czasie dla tych okre-soacutew przedstawiono na rys 13 Na podstawie osiadania dla poszczegoacutelnych okresoacutew zo-stały wyznaczone parametry teorii

Pomiar dylatacji na bdquonowymrdquo wiadukcieNa bdquonowymrdquo wiadukcie mierzone były odle-głości pomiędzy reperami zastabilizowany-mi na filarach oraz na wiadukcie Z pomiaroacutew wynika że w okresie 2003ndash ndash2011 odległość pomiędzy reperami zwięk-szyła się najpierw o +010 m a następnie zmniejszyła o około 025 m do wartości ndash ndash 015 m

Odkształcenia poziome na bdquonowymrdquo wiadukcieNa podstawie zmian odległości pomiędzy punktami na bdquonowymrdquo wiadukcie obliczo-no odkształcenia poziome Wyniki obliczeń w graficznej postaci w okresie 2003-2011 przedstawiono na rys 14 W okresie tym odkształcenia poziome zmieniły się od +50 mmm do -137 mmm Odkształcenia poziome w okresie 2006-2011 pomiędzy punktami bdquonowegordquo wiaduk-tu zmieniły się maksymalnie o ndash174 mmm

Prognoza wpływoacutew eksploatacji projektowanej w okresie 2011-2020 na rejon wiaduktoacutew

W omawianym rejonie projektowana jest dalsza eksploatacja goacuternicza przez KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo do roku 2020 w pięciu roacuteżnych pokładach W niniejszym referacie zostaną przedstawione wyniki ob-liczeń wpływu projektowanej eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu dla okre-su 2011 ndash 2020 Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla trzydziestu punktoacutew rozmieszczonych wzdłuż DW 933 W każ-

9Zmianaodkształceńpoziomychwczasiepomiędzypunktamiwiaduktubdquostaregordquowokresie2000-2011

10Rozmieszczeniepunktoacutewobserwacyjnychwrejoniebdquonowegordquowiaduktu

11Nieckiosiadaniawzdłużbdquonowychrdquonasypoacutewwokresie2002-2011

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

19p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

dym punkcie obliczono osiadanie (w) prze-mieszczenia poziome (ux uy umax) odkształ-cenia poziome (εx εy ε1 ε2) nachylenia (Tx Tmax) krzywizny pionowe (Kx) Po przeprowadzeniu analizy obliczeń z rozkładu izolinii osiadań wynika że w wy-niku projektowanej eksploatacji w okresie 2011-2020 na powierzchni wystąpią dwie niecki osiadania Jedna niecka o maksymal-nym osiadaniu roacutewnym 18 m powstanie na wschoacuted od wiaduktu po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo a druga na zachoacuted od wiaduktu o maksymalnym osiadaniu ponad 30 m Z prognozowanych przemieszczeń po-ziomych wynika że w rejonie wiaduktu wystąpią dwa rejony zwiększonych prze-mieszczeń poziomych W pierwszym rejo-nie największe przemieszczenia poziome o wartości 088 m w kierunku zachodnim wy-stąpią w punkcie 23 W drugim rejonie naj-większe przemieszczenia poziome o warto-ści 078 m w kierunku zachodnim wystąpią w punkcie 1 W rejonie wiaduktu (pkt 17) wystąpią przemieszczenia poziome o warto-ści maksymalnej 041 m Z prognozowanych odkształceń pozio-mych wynika że w rejonie wiaduktu wystą-pią dwa obszary zwiększonych odkształceń poziomych W pierwszym rejonie po stronie kopalni bdquoPnioacutewekrdquo wystąpią największe od-kształcenia poziome ściskające o wartości -768 mmm w punkcie 22 Największe od-kształcenia poziome rozciągające o wartości + 47 mmm wystąpią w punkcie 25 W rejo-nie wiaduktu wystąpią odkształcenia pozio-me o wartości plusmn 18 mmm Kategorie terenu zostały ustalone na pod-stawie obliczonych odkształceń poziomych nachyleń i krzywizn z ktoacuterych wynika że w analizowanym okresie 2011 ndash 2020 w rejo-nie przedmiotowej budowli wystąpią kate-gorie od I do IV (rys 15) Z uwagi na brak danych nie wykonano szczegoacutełowej prognozy wstrząsoacutew nato-miast z informacji uzyskanych na kopalni wynika że w rozpatrywanym rejonie ndash wia-duktoacutew mogą wystąpić wstrząsy o energii 5x105 J oraz przyspieszenia drgań o wartości 130-140 mmsek2

Przyjęte konstrukcje wzmocnienia bdquonowegordquo nasypu i podstawa obliczeń stateczności

Najazd (nasyp) do bdquonowegordquo wiaduktu bu-dowanego w 2002 roku z uwagi na sil-ne oddziaływania eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu został wykonany w technologii gruntu zbrojonego geosynte-tykami Do obliczenia stateczności wykorzy-stano metodę globalnego wspoacutełczynnika i zgodnie ze starą niemiecką normą DIN 4084 wspoacutełczynnik stateczności był analizowany głoacutewnie wg metody Bishoprsquoa sprawdzając najbardziej niekorzystny mechanizm znisz-

12Osiadaniepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwczasie

13Osiadaniewczasiepunktoacutewbdquonowegordquonasypuwposzczegoacutelnychokresach

14Odkształceniapoziomepomiędzypunktaminafilarachwiaduktubdquonowegordquowokresie2003-2011

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

20p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

czenia po kołowej linii poślizgu Założono woacutewczas że wg powyższego wspoacutełczynnik stateczności musi być większy od 140 (rys 16 i rys 17) i tak przeprowadzono większość obliczeń w charakterystycznych najbardziej niekorzystnych przekrojach Ww metoda wymiarowania była jedną z głoacutewnych na-tomiast z uwagi na bardzo skomplikowane warunki geologiczno-goacuternicze w celu we-ryfikacji przyjętych rozwiązań stateczność analizowano też innymi metodami a także roacuteżnymi programami obliczeniowymi Filozofia wykorzystanej do obliczeń me-tody globalnego wspoacutełczynnika opiera się na następujących założeniachbull dla obciążeń i oddziaływań przyjmuje się

charakterystyczne wielkości (Qk)bull wartości parametroacutew geotechnicznych

odpowiadają wartościom charaktery-stycznym i dla nich wyznacza się reakcje (Rk)

bull wspoacutełczynniki globalnego bezpieczeń-

stwa ustalane są dla trzech stanoacutew obcią-żenia stanu podstawowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 140) stanu budowlanego (np we-dług DIN 4084 dla zboczy i metody pa-skoacutew hdop = 130) oraz stanu wyjątkowego (np według DIN 4084 dla zboczy i metody paskoacutew hdop = 120)

Dowoacuted wystarczającej stateczności spraw-dza się według następującej zależności

η= mdash ge ηdop

Rk

Qk (1)

gdzie bdquoηrdquo oznacza globalny wspoacutełczynnik sta-teczności W skład reakcji Rk ktoacutera stanowi sumę wszystkich sił utrzymujących (lub momen-toacutew) wchodzi w przypadku gruntoacutew zbro-jonych geosyntetykami suma nośności zbrojenia ktoacutere przecinane jest przez daną linię poślizgu (np kołową linię poślizgu jak

w przypadku metody Bishoprsquoa) Przyjmuje się dla każdej wkładki najmniejszą z trzech możliwych wartości opoacuter na wyciąganie ze strefy pasywnej opoacuter na wyciąganie ze strefy aktywnej lub obliczeniową wytrzymałość na rozciąganie Fd dla danego okresu użytkowa-nia budowli i w konkretnie zdefiniowanych warunkach gruntowo-wodnych zgodnie z wzorem nr 2 Najważniejszy element zbrojenia nasypu ndash ndash geosiatki ndash były dobrane zgodnie z ogoacutel-nie panującymi woacutewczas zasadami doboru zbrojenia geosyntetycznego Po wykonaniu wszystkich niezbędnych analiz uwzględ-niając nie tylko stan podstawowy lecz także budowlany i wyjątkowy przyjęte zostały dłu-goterminowe (obliczeniowe) wartości wy-trzymałości geosiatek ktoacutere następnie zostały przeliczone na wartości kroacutetkoterminowe (doraźne) zgodnie z wzorem nr 2

Fk=FdA1A2A3A4γ (2)

Powyższy wzoacuter nr 2 stosowany przy projek-towaniu nasypu wybudowanego w 2002 r wymaga uwzględnienia wspoacutełczynnikoacutew A1hellip4 ndash są to wspoacutełczynniki materiałowe uwzględniające poszczegoacutelne wpływy A1 ndashndash wspoacutełczynnik uwzględniający pełzanie w projektowanym okresie użytkowania kon-strukcji A2 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek uszkodzeń w transporcie i przy wbudowaniu (transport instalacja zasypka zagęszczenie) A3 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości zbrojenia na skutek połączeń A4 ndash wspoacutełczynnik uwzględniający spadek wytrzymałości na skutek działania czynnikoacutew środowiskowych Wspoacutełczynniki te stanowią charakterystyki materiałowe a więc ich wiel-kości są w zasadzie niezależne od metody wymiarowania i muszą być one udostępnio-ne przez danego producenta konkretnego geosyntetyku Jeżeli producent od ktoacuterego miałyby być geosyntetyki zakupione nie udo-stępnia tych wspoacutełczynnikoacutew to należałoby

15OsiadaniaikategorieterenuwrejoniewiaduktoacutewwJastrzębiu-Bziupodwpływemprojektowanejeksploatacjiwlatach2011-2020

16Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronaprawanasypu 17Wynikiobliczeństatecznościndashprzykładowyprzekroacutejstronalewanasypu

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

21p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

się posłużyć normatywnymi ktoacutere niestety są dosyć wysokie i znacznie podrażałyby koszty realizacji Wspoacutełczynniki materiałowe A1hellip A4 ustalane są w oparciu o badania laboratoryj-ne a nawet i polowe (tak jak wspoacutełczynnik A2) i ich wartości powinny być ustalone lub potwierdzone przez niezależne akredytowa-ne instytuty Właściwości reologiczne poli-meroacutew czy też produktoacutew polimerowych ustala się poprzez badanie pełzania przy stałym obciążeniu w stałej temperaturze wg EN ISO 134311999 lub metodą SIM (Stepped Isothermal Method - metodą jednakowych skokoacutew termicznych Wg EN ISO 13 4311999 badanie na pełzanie należy przeprowadzić dla co najmniej 10000 h Jeżeli chodzi wspoacuteł-czynnik γ jest to globalny wspoacutełczynnik bez-pieczeństwa materiałowego uwzględniający niepewność co do ustalania poszczegoacutelnych wpływoacutew dokładności metod obliczenio-wych i odchyłek cech produktu ndash jego war-tość przyjmuje się γ= 175 W wyniku przeprowadzonych analiz przyjęto wzmocnienie podstawy i korpu-su nasypu geosiatkami (rys 18) Z uwagi na niekorzystne warunki gruntowo-wodne w podłożu pod nasypem przewidziano za-stosowanie systemu drenoacutew francuskich Jako materiał nasypowy zastosowano łupek nieprzepalony pochodzący z kopalni co było jednym z powodoacutew zastosowania geosyn-tetykoacutew z PVA Przyjęto geosiatki o wytrzy-małościach w głoacutewnym kierunku zbrojenia 250 kNm 80kNm i 55 kNm Geosyntetyki były formowane w postaci materacy geo-syntetycznych wzmacniających podstawę i spinających korpus nasypu oraz w posta-ci wkładek zbrojących skarpy Konstrukcje wzmacniające konstruowano o grubościach 07 m materac na styku nasypu z podłożem i 05 m wkładki i materace spinające Z uwagi na możliwość samozapłonu materiału na-sypowego pozyskiwanego z kopalni ktoacutery zawierał nawet do kilkunastu procent wę-gla warstwy konstrukcyjne przewarstwione były piaskiem W celu zagęszczenia warstw

wzmacniających wykonanych z geosyn-tetykoacutew aż do samej krawędzi cały nasyp wykonywany był warstwowo wykorzystując szalunki przestawne a w licu warstw zasto-sowano geowłoacutekninę separacyjną (fot 19) Geosyntetyki zabudowywano z kontrolowa-nym wstępnym naciągiem wzdłużnym Obecnie analizy stateczności budow-li ziemnych zbrojonych geosyntetykami powinno przeprowadzać się w myśl EC 7 zgodnie z krajowym załącznikiem w oparciu o metodę stanoacutew granicznych wg poniższej zależności

1f= mdash le 100Ed

Rd (3)

gdzie

Ed ndash siła lub moment działający na linii pośli-zgu

Rd ndash opoacuter graniczny konstrukcji wzdłuż linii poślizgu przeciwstawiający się zsuwaniu

1f ndash wskaźnik wykorzystania nośności kon-strukcji

Taki załącznik powinien był zostać opu-blikowany w Polsce i wdrożony do obiegu a następnie do obligatoryjnego stosowania w styczniu 2011 r Nieco wcześniej bo już w 2007 r został wydany zeszyt Instytutu Techniki Budowlanej nr 4292007 [6] opisu-jący metodę stanoacutew granicznych w gruntach zbrojonych ktoacutery na tamten czas moacutegł stano-wić właśnie krajowy załącznik do EC7 Dlatego przebudowa wiaduktu i najazdoacutew po stronie poacutełnocnej (druga nitka) realizowana od 2011 roku a konkretnie analizy nasypu powinny być wykonane metodą stanoacutew granicznych sprawdzając stan graniczny nośności i stan graniczny użytkowalności a nie metodą globalnego wspoacutełczynnika jak w przypadku nasypu po stronie południowej Z teoretycz-nego punktu widzenia analizy wykonane zaroacutewno jedną jak i drugą metodą powinny zapewnić bezpieczeństwo konstrukcji W metodzie stanoacutew granicznych podczas

sprawdzenia warunku stanu granicznego no-śności stosuje się cząstkowy wspoacutełczynnik bezpieczeństwa materiałowego γF = 130 [6] Zgodnie z niemieckimi zaleceniami EBGEO 2010 [4] wspoacutełczynnik γF należałoby stoso-wać dla stanu obciążeń podstawowego γF = 140 dla stanu budowlanego lub remon-towego γF = 130 i dla stanu wyjątkowego γF = 120 Oproacutecz obliczeń w I stanie granicz-nym nośności należy roacutewnież sprawdzić czy dopuszczalne odkształcenie się zbrojenia w II stanie granicznym użytkowalności nie zostanie przekroczone Warunek przyjmuje się następująco

ε le εgr (4)

gdzie ε ndash maksymalna wielkość wydłużenia

zbrojenia z uwzględnieniem pełzania w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji

εgr ndash dopuszczalna wielkość wydłużenia Tok postępowania polega na tym że nale-ży wyznaczyć na podstawie izochron wytrzy-małości charakterystyczne Fk(ε) jakie można dopuścić w zbrojeniu dla projektowanego okresu użytkowania konstrukcji i dopuszczal-nych wydłużeń zbrojenia

Fk(ε) = mdashmdashmdashmdashFokmiddotβε

A2middotA3middotA4 (5)gdzieβε ndash dopuszczalny stopień ob-

ciążenia dla danego dopuszczalnego ε i czasu obciążenia t ustalany jest na podstawie izochron czyli izolinii wy-dłużeń materiału w czasie

Wartość maksymalnych sił rozciągających w zbrojeniu z uwagi na dopuszczalne od-kształcenia zbrojenia powinien określić Pro-jektant na podstawie danych uzyskanych od Producenta wyrobu Wartości odkształceń dopuszczalnych przyjmuje się doświadczal-nie i można posłużyć się literaturą

18Typowyprzekroacutejpoprzecznyndashzbrojenienasypugeosyntetykami(skalaskażona)

19Widokwarstwzbrojeniageosyntetycznegondashkonstrukcjawszalunkachprzestawnych

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

22p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Bieżące obserwacje i wnioski dotyczące wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej i wpływoacutew projektowanej eksploatacji na przebudowywany wiadukt wraz z nasypami

W październiku 2006 roku Okręgowy Urząd Goacuterniczy w określił następujące warunki pa-nujące na przedmiotowym obszarzebull projektowana eksploatacja goacuternicza do

2020 r kwalifikuje teren do III i IV kategoriibull mogą wystąpić deformacje nieciągłe

część najazdoacutew od strony Pawłowic usy-tuowana jest na terenie określonym jako predysponowany do powstania deforma-cji nieciągłych

bull w rejonie przedmiotowego terenu wystę-pują piaski kurzawkowe

Z udostępnionych przez OUG informa-cji ndash mapek wynika że w rejonie wiaduk-toacutew wystąpią osiadania o wartości około 52 m Natomiast z pomiaroacutew osiadań na wiaduktach i najazdach wynika że w okre-sie od IV kwartału 2006 r do czerwca 2011 r

osiadanie w rejonie wiaduktoacutew wyniosło około 17 m stąd do 2020 r pozostały osia-dania o wartości 35 m Z prognozy wykonanej przez kopal-nię Zofioacutewka za okres od 01012011 r do 31122020 r wynika że w rejonie wiaduktoacutew wystąpią osiadania o wartości 19 m oraz de-formacje II-giej kategorii Na wschodnim od-cinku najazdoacutew mogą wystąpić deformacje III kategorii Z prognozy przedstawionej w eksperty-zie [7] wynika że osiadania w rejonie wia-duktoacutew wyniosą 192 m a pozostałe defor-macje zamkną się w granicach II kategorii Na wschodnim odcinku najazdu wystąpią deformacje III i IV kategorii Z analizy pomiaroacutew dylatacji i odległości pomiędzy filarami wiaduktoacutew wynika że odkształcenia poziome i odległości na dy-latacjach są co najmniej dwa razy większe niż wynikałoby to z teorii Z informacji kopal-ni Zofioacutewka wynika że w rejonie najazdoacutew w wyniku dotychczasowej eksploatacji wy-stąpiły deformacje nieciągłe na ul Pszczyń-

skiej w odległości około 190 m na wschoacuted od osi wiaduktu i w odległości około 375 m na zachoacuted od wiaduktu Na podstawie przeprowadzonej anali-zy warunkoacutew geologicznych dokonanej eksploatacji goacuterniczej analizy wynikoacutew po-miaroacutew geodezyjnych projektowanej eks-ploatacji oraz obliczeń teoretycznych moż-na sformułować następujące stwierdzenia i wnioski bull maksymalne osiadania terenu obliczone

teoretycznie pod wpływem dotychczaso-wej eksploatacji wyniosły ponad 200 m i wystąpiły w rejonie ul Pszczyńskiej na za-choacuted od wiaduktoacutew i nasypoacutew

bull maksymalne deformacje pod wpływem dotychczasowej eksploatacji mieszczą się granicach V kategorii

bull maksymalna prędkość osiadania wystąpi-ła pod koniec II kwartału 2002 r i wyniosła średnio 125 mmdobę Prędkość osiada-nia dla okresoacutew jednodniowych wynosiła w tym czasie wynosić do 32 mmdobę bdquoNowyrdquo nasyp był budowany w okre-

20Widoknaskarpęzdeformowanebarierkienergochłonneinawierzchniębdquostaregordquonasypundashstannarok2011

22Uszkodzeniabdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

21Widoknaskarpębdquonowegordquonasypuinawierzchniębdquostaregordquonasypundashndashstannarok2011

23Deformacjewystępującenapłytachażurowychskrzydełekbdquostaregordquowiaduktundashstannarok2011

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

23p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

sie największej prędkości ujawniania się wpływoacutew na powierzchni

bull w rejonie najazdu od strony wschod-niej wystąpią deformacje III i IV kategorii W rejonie najazdu od strony zachodniej wystąpią deformacje II i III kategorii

bull w miejscach gdzie dotychczas wystąpiły deformacje nieciągłe wystąpią roacutewnież takie deformacje w przyszłości w wyniku projektowanej eksploatacji Deformacje nieciągłe mogą w przyszłości objąć nieco większy obszar

Należy zwroacutecić uwagę że obliczone z po-miaroacutew parametry teorii są nietypowe i wła-ściwie niespotykane dotychczas w literatu-rze Uzasadnieniem dla tych parametroacutew są między innymi budowa goacuterotworu ndash mała miąższość karbonu w stosunku do nadkładu intensywna eksploatacja ndash doprowadzenie eksploatacji w 9-ciu pokładach do wspoacutelnej krawędzi reaktywacja spowodowana wy-braniem ściany F-19 w filarze granicznym pomiędzy KWK bdquoZofioacutewkardquo i KWK bdquoPnioacutewekrdquo

Podsumowanie

Eksploatowany już od ponad 10 lat bdquonowyrdquo nasyp został wybudowany na terenie nie tyl-ko bardzo zdegradowanym wskutek działal-ności goacuterniczej (fot20 fot21 fot22 fot23) lecz także na terenie charakteryzującym się niekorzystnymi warunkami gruntowo-wod-nymi Pomimo tak skomplikowanych warun-koacutew dzięki technologii zbrojenia geosynte-tykami i zgodnego z normami projektowi konstrukcja działa przez cały czas bezawa-ryjnie Tym samym w praktyce od 2002 r potwierdza się że przyjęta metoda wymia-rowania oraz sposoacuteb wzmocnienia są jak najbardziej skuteczne w zbrojeniu budowli ziemnych na terenach aktywnych goacuterni-czo Zastosowana technologia jest nie tylko skuteczna z technicznego lecz także eko-nomicznego punktu widzenia ponieważ wykorzystanie materiału nasypowego po-zyskanego prosto z kopani było bardzo ko-

rzystnym finansowo rozwiązaniem Nawet pomimo braku sprawdzenia w procesie pro-jektowania warunku odkształceń zbrojenia geosyntetycznego w II stanie granicznym i braku monitoringu wydłużeń geosiatek (taki monitoring jest obecnie powszech-ną praktyką ndash vide realizacja Autostrady A1 [2]) z obecnych obserwacji wynika że stan graniczny użytkowalności z całą pewnością nie został przekroczony Można zatem jed-noznacznie stwierdzić że cały nasyp i kon-strukcje wzmacniające działają poprawnie zgodnie z założeniami projektowymi Warto także zaznaczyć że realizacja ta została już wielokrotnie doceniona i nagro-dzona przez specjalistoacutew ndash min otrzymała wyroacuteżnienia Polskiego Komitetu Geotechni-ki czy Targoacutew Autostrada

Materiały źroacutedłowe

[1] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[2] Ajdukiewicz J dr Bednarski Ł dr Sień-ko R dr Sobolewski J bdquoAutomatyczny system monitoringu deformacji i osia-dań korpusu autostrady A1rdquo Materia-ły konferencyjne bdquoXI Dni Miernictwa Goacuterniczego i Ochrony Terenoacutew Goacuterni-czychrdquo maj 2011

[3] Ajdukiewicz J Zych J bdquoGrunty zbrojo-ne geosyntetykami zastosowania na terenach intensywnej działalności goacuter-niczejrdquo Geodezja 2003 Poacutełrocznik Aka-demii Goacuterniczo-Hutniczej im Stanisła-wa Staszica w Krakowie Tom 9 Zeszyt 21 AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Krakoacutew 2003 S 157-168

[4] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr den Entwurf und die Be-rechnung von Erdkoumlrpern mit Beweh-rungen aus Geokunststoffenrdquo 2010

[5] PRACA ZBIOROWA EBGEO bdquoEmpfeh-lungen fuumlr Bewehrungen aus Geokun-ststoffen Deutsche Gesellschaft fuumlr Geotechnikrdquo 1997

[6] Instytut Techniki Budowlanej bdquoProjekto-wanie konstrukcji oporowych stromych skarp i nasypoacutew z gruntu zbrojonego geosyntetykamirdquo Instrukcje Wytyczne Poradniki 4292007 Warszawa 2007

[7] Ekspertyza geologiczno-goacuternicza dla potrzeb realizacji zadania bdquoPrzebudo-wa droacuteg najazdowych wraz podniesie-niem wiaduktu (strona poacutełnocna) nad torami JSK Sp z oo o 55 m w ciągu drogi wojewoacutedzkiej nr 933 (ul Pszczyń-ska) w Jastrzębiu Zdrojurdquo Przedsię-biorstwo Innowacyjno-Wdrożeniowe Goacuternictwa bdquoGWAREKrdquo Sp z oo Gliwice lipiec 2011 r

[8] Zych J bdquoWpływ postępu frontu eks-ploatacyjnego na przebieg osiadań w czasierdquo Międzynarodowa Konferen-cja V Szkoła Geomechaniki Katedra Geomechaniki Budownictwa Pod-ziemnego i Ochrony Powierzchni Wy-działu Goacuternictwa i Geologii Politechni-ki Śląskiej Ustroń ndash 16-19 październik 2001 s 561-578

[9] bdquoMerkblatt fuumlr die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erd-bau des Strassenbausrdquo FGSV 1994 Niemcy

[10] Zych J bdquoWpływ eksploatacji goacuterniczej na wiadukty drogowe w Jastrzębiundash ndashBziurdquo wydział goacuternictwa i geologii politechniki śląskiej w Gliwicach

[11] Zych J bdquoMetoda prognozowania wpływoacutew eksploatacji goacuterniczej na powierzchnię terenu uwzględniająca asymetryczny przebieg procesu defor-macjirdquo Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Goacuternictwo z 164 Gliwice 1987

24Widoknanawierzchniębdquonowegordquonasypuwybudowanegow2002rokuwtrakcieremontunitkipostroniepoacutełnocnejndashstannarok2012

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

26p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rozbudowa infrastruktury drogowej wraz z obiektami inżynierskimi na terenach skom-plikowanych pod względem geotechnicz-nym wymusza konieczność stosowania po-sadowień pośrednich Precyzyjne określenie nośności fundamentoacutew wymaga zastoso-wania szczegoacutełowych badań geotechnicz-nych obejmujących nie tylko wiercenia ale roacutewnież sondowania statyczne CPT oraz CPTU Wyniki pomiaroacutew geotechnicznych insitu służą bezpośrednio do projektowania pali Podczas realizacji obiektu nośności pali ustalone w fazie projektowej podlegają wery-fikacji przez obowiązkowe proacutebne obciążenia statyczne W pracy na podstawie rzeczywistego po-miaru podłoża gruntowego sondą statyczną CPTU idealnie w osi projektowanego pala wzorcowego określono nośność pojedyn-czego pala pracującego na wciskanie Do oceny nośności pala CFA zastosowano meto-

dy Energopolu [2311] Busamente-Gianesel-lego [12311] Philopponnata-Kłosa [23611] oraz obie normowe Eurokodu 7 [9] i PN-83B-02482 [10] Otrzymane wyniki poddano weryfikacji poprzez poroacutewnanie z wartością granicznej nośności pala wciskanego uzyska-ną po jego wykonaniu z proacutebnego obciąże-nia statycznego Analiza poroacutewnawcza stała się podstawą do zaproponowania możliwości wyznacze-nia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 ψ2 mogących służyć ocenie nośności kolej-nych pali posadowionych w sąsiedztwie pala wzorcowego

Analiza rozpoznania geotechnicznego

Rozpoznanie geotechniczne sondą statyczną CPTU wykonano idealnie w osi wstępnie za-planowanego pala Zarejestrowane wielkości oporu gruntu pod wciskanym stożkiem qc

oraz opoacuter tarcia gruntu na pobocznicy tulei sondy fs zostały bezpośrednio zaaplikowane do algorytmoacutew obliczeniowych oceny no-śności fundamentoacutew palowych Na dwoacutech pierwszych wykresach (rys 1) przedstawiono w funkcji głębokości zare-jestrowane wielkości pomiarowe ktoacutere po-służyły wyznaczeniu profilu geologicznego zgodnego z klasyfikacją normową [8] Wyniki sondowań statycznych były roacutewnież podsta-wą określenia stanu zagęszczenia i plastycz-ności poszczegoacutelnych warstw oraz wszyst-kich niezbędnych parametroacutew koniecznych przy ustalaniu nośności pala we wszystkich metodach obliczeniowych W podłożu gruntowym do głębokości około 12 metroacutew zalegają naprzemiennie grunty spoiste i niespoiste W spoistych prze-wagę stanowią piaski średnie do piaskoacutew py-lastych w stanie średnio zagęszczonym a głę-biej w stanie zagęszczonym Wśroacuted spoistych przewagę stanowią gliny piaszczyste do glin pylastych w stanie plastycznym Poniżej 12 metra głębokości zlokalizowana jest warstwa gruntu spoistego o bardzo dużej miąższości w postaci glin piaszczystych do glin pylastych na pograniczu stanu plastycznego i twardo-plastycznego Z punktu widzenia projektowego posa-dowienia pośredniego na palach teren jest trudny ponieważ brak jest mocnej warstwy w ktoacuterej możliwe byłoby zakończenie pali Dodatkowo najgłębiej zalegającą warstwą jest jednorodny grunt spoisty o niemalże sta-łej wartości stopnia plastyczności wynoszącej 025

Metody oceny nośności pali wciskanych na podstawie badań sondą statyczną

W metodach oceny charakterystycznej no-śności pali wciskanych na podstawie badań podłoża CPTU stosuje się wzoacuter (1)

Weryfikacja nośności pala ustalonej na podstawie badań CPTU Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

WpracyzaprezentowanometodyocenynośnościpalibazującnarozpoznaniupodłożagruntowegosondąstatycznąCPTUPrzedstawionomożliwedozastosowaniawwarunkachrzeczywistychmetodysłużącebezpośredniejocenienośnościpaliwykonywanychwtechnologiiCFAObliczeniaprzeprowadzonodlapojedynczegopalaiodniesionodometodyuniwersalnejproponowanejwEurokodzie7orazmetodynormowejzgodnejznormąPN-83B-02482OtrzymanewynikipoddanoweryfikacjipoprzezporoacutewnaniezwartościągranicznąnośnościpalawciskanegouzyskanązproacutebnegoobciążeniastatycznegoWpracyprzedstawionopropozycjędoborulokalnychwspoacutełczynnikoacutewnośnościpodstawyψ1orazpobocznicyψ2Wartościwspoacutełczynnikoacutewustalononabaziewynikuproacutebnegoobciążeniastatycznegopalaorazszacunkowejnośnościpobocznicyipodstawypalazglobalnejcharakterystycznejwartościnośnościpalawwarunkachrzeczywistych

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

inż Michał Bacastudent Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnegomichalbacawppl

mgr inż Maciej SoboacutetkaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimaciejsobotkapwrwrocpl

dr inż Irena BagińskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i HydrotechnikiIrenabaginskapwrwrocpl

dr inż Adrian RoacuteżańskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikiadrianrozanskipwrwrocpl

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

27p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Rck= Rbk+Rsk= Ab qbk+sum As qskj

ni=1 (1)

Globalna nośność pala wciskanego (1) jest sumą nośności podstawy oraz pobocz-nicy pala w odniesieniu do pola podstawy Ab i pola pobocznicy pala As Ich wartości ustalane są na podstawie charakterystycz-nego oporu jednostkowego pod podstawą qbk zgodnie z (2) oraz charakterystycznego oporu jednostkowego pobocznicy pala w kolejnych warstwach gruntu qskj zgodnie z (3)

qbk= ψ1 qcndash

(2)

qskj = mdashmdash lub qskj = mdashmdashqcsi

ψ2

ndash fsi

ψs

ndash

(3)

W zależności od zastosowanej metody obliczeniowej dobierane są wspoacutełczynniki nośności podstawy i pobocznicy ψ1 ψ2 ψ3 Ich wartości zależą od technologi wykona-nia pala rodzaju i stanu gruntu a także spo-sobu uśredniania warości qc qcsi fsi Uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qc w strefie przy podsta-

wie pala ustala się zgodnie z (4) natomiast uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu pod stożkiem sondy qcsi na podstawie pomiaru qc z zależności (5) a uśredniony jednostkowy opoacuter gruntu na pobocznicy tulei sondy fsi na podstawie pomiaru fs zgodnie z (6)

qc= mdashmdashmdash qc(h)dhndash 1l1+l2

inth+l2

hminusl1 (4)

qcsi= mdashmdash qc(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (5)

fcsi= mdashmdash fs(h)dhndash 1∆h int

hi

himinus1 (6)

Oznaczenia zastosowane we wzorach (4 5 6) zgodne są z rysunkiem 2 Na przestrzeni lat powstało wiele metod pozwalających określić nośność pojedyn-czego pala bezpośrednio z badań CPTU Roacuteżnią się one zakresem stosowania Istnieją metody pozwalające wyznaczyć nośność dowolnego rodzaju pala w każdym rodzaju gruntu ale zdarzają się metody mające za-wężone spektrum stosowania w zależności od technologii wykonywania pala czy spe-cyficznych warunkoacutew gruntowych dla ktoacute-rych dana metoda została opracowana Do najbardziej znanych i popularnych pozwala-jących wyznaczyć nośność pali CFA należąbull metoda Energopolubull metoda Busamente-Gianesellegobull metoda Philopponnata-Kłosa

MetodaPhilipponanta-Kłosa[23611] W opisywanej metodzie przed przystą-pieniem do obliczenia nośności zakłada się wstępne opracowanie wynikoacutew son-dowań według określonych formuł Przede wszystkim należy wyeliminować z wykresu qc wszystkie wartości znacznie przewyższa-jące wartość średniego przebiegu wykresu qc przy czym kwalifikowanie takich skokoacutew zależy wyłącznie od indywidualnej interpre-tacji projektanta szacującego nośność pala

1SondowaniestatyczneCPTUwrazzinterpretacjąwg[8]

ndash ndash ndash

ndash

ndash

ndash

2Oznaczeniawykorzystywanedoobliczanianośnościpojedynczegopalanapodstawie

pomiaroacutewCPTU[2311]

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

28p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Taka poprawka eliminuje lokalne skoki wy-kresu qc i sprawia że oszacowana wielkość nośności ma większy zapas bezpieczeństwa W analizowanym przykładzie nie zastosowa-no odrzucenia skokoacutew qc ponieważ nie mia-ły one charakteru lokalnego Strefy ustalania qc do oceny nośności podstawy przedsta-wiono na rysunku 3 natomiast qcsido oceny nośności pobocznicy na rysunku 4 Wspoacutełczynnik ψ1 dobiera się na podsta-wie rodzaju gruntu zalegającego w pod-stawie pala i przyjmuje on wartości od 035 dla żwiroacutew do 05 dla iłoacutew Wspoacutełczynnik ψ2 zależy zaroacutewno od rodzaju gruntu w profi-lu pala jak i od technologii wykonania pala Dla analizowanego przykładu jego wartość zawierała się w przedziale 71 - 235 W metodzie Philipponanta - Kłosa dla roacuteż-nych technologii wykonawstwa ustalone są graniczne dopuszczalne wartości jednost-kowego oporu na pobocznicy qcsi W przy-

padku uzyskania podczas obliczeń wartości qcsiwiększych od granicznych należy je od-rzucić i przyjąć zadane wartości graniczne W rozpatrywanym przypadku obliczenio-wym nie było konieczności zastosowania tej procedury

MetodaEnergopolu[2311] Metoda zakłada ustalanie wspoacutełczynni-koacutew nośności ψ1 i ψ2 na podstawie średnicy lub przekątnej przekroju pala oraz rodzaju podłoża gruntowego w profilu wzdłuż pala Stosowanie metody nie ogranicza się do konkretnych technologii wykonawstwa Je-dynym ograniczeniem stosowania metody jest możliwość jej stosowania dla pali o śred-nicy mniejszej niż 12 m Zastosowanie metody Energopolu moż-liwe jest dla wszystkich rodzajoacutew gruntu Wspoacutełczynnik ψ1ustalony zostaje jedynie na podstawie zmienności qc w pobliżu podsta-

wy pala natomiast wspoacutełczynnik ψ2 zależy jedynie od rodzaju gruntu Dla rozpatrywanego przypadku przyjęto następujące wartości wspoacutełczynnikoacutew no-śności Dla podstawy przyjęto ψ1 = 040 a dla pobocznicy wartości ψ2 wynosiły 200 minus dla gruntoacutew niespoistych i 125 minus dla gruntoacutew spoistych Na rysunku 3 przedstawiono zakresy ustalania qc do oceny nośności podstawy natomiast na rysunku 4 zaprezentowano zmienność qcsi zastosowaną do oceny no-śności pobocznicy

MetodaGianesellegominusBustamantego[12311] Metoda może być stosowana we wszyst-kich rodzajach pali oraz gruntoacutew Wartości wspoacutełczynnikoacutew nośności dobiera się indy-widualnie w zależności od gruntu oraz tech-nologii wykonania pala Średni opoacuter stożka sondy statycznej wyznacza się w czterech etapach Etap I to wstępna korekta wartości qcotrzymanych z badania CPTU co oznacza że krzywa qc(h) gdzie h to głębokość pomiaru powinna być zbliżona do minimalnych war-tości qc (patrz rysunek 3 i 4) Etap II to wyznaczenie średnich wartości qcg nad i qcdponiżej podstawy pala na pod-stawie poprawionych wartości qc w prze-dziale (h-15D h+15D) gdzie D to średnica pala Etap III to wyznaczenie średniego oporu

qc = mdash (qcg+ qcd) 12

ndash

Etap IV to wyznaczenie na podstawie sko-rygowanych wartości qc średnich oporoacutew qcsi do oceny oporu pobocznicy Jest to jedna z bezpieczniejszych me-tod projektowania gdyż charakteryzuje się odpowiednio dużymi parametrami ψ1 i ψ2 W przypadku gdy po zastosowaniu ψ2 war-tości wynikowe oporu jednostkowego na pobocznicy qcsi przekroczą wartości granicz-ne dopuszczalne należy je odrzucić i przyjąć ustalone wartości graniczne Dla omawianego przykładu wspoacutełczyn-nikψ1 wynosi 040 a ψ2 ndash dla pobocznicy ndashndash przyjmowano od 60 dla gruntoacutew spo-istych do 120 i 200 dla spoistych w zależ-ności od qc Dla wszystkich warstw glin i dla jednej warstwy piasku wynikowe opory jed-nostkowego na pobocznicy przekraczały wartości graniczne dlatego zostały zreduko-wane do wartości dopuszczalnych MetodaEurokod7[9] Eurokod 7 w załącznikach D6 i D7 przy-tacza dwie propozycje ustalenia nośności pojedynczego pala wciskanego Pierwsza metoda (Zał D6) jest korelacją pozwalającą ustalać nośność podstawy i po- bocznicy pala bezpośrednio ze średnich wartości oporoacutew wciskania sondy qc Co prawda w krajowym Eurokodzie 7 tabela-

3Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościdoustalenianośnościpodstawypala

ndashndash

ndash

ndash

4Graficznezobrazowanieobszaroacutewuśrednianiawartościqcsidoustalenianośnościpobocznicypala

ndash

ndash

ndash

ndashndash

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

29p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

rycznie przytoczone są korelacje jedynie dla pali pracujących w gruntach sypkich ale w innych europejskich odpowiednikach (np niemieckim) możliwe jest odnalezienie kore-lacji roacutewnież dla gruntoacutew spoistych Z uwagi na duże przybliżenia korelacyjne metodę należy traktować z dużym zapasem niepew-ności jedynie do ustaleń szacunkowych wartości nośności W pracy zastosowano metodę drugą ktoacutera szczegoacutełowo opisana została w Euro-kodzie 7 - załącznik D7 Całkowita nośność pala wciskanego usta-lona zostaje podobnie jak w (1) poprzez su-mowanie nośności podstawy i pobocznicy pala

Rck= Rbk + Rsk= Ab ∙ pmaxbase + Cp pmaxshaftzdzint∆l

0

(7)

Nośność podstawy Rbk określona zostaje z iloczynu pola podstawy Ab oraz maksy-malnego jednostkowego oporu podstawy pmaxbase Natomiast nośność pobocznicy ustalona zostaje z iloczynu obwodu trzonu pala Cp oraz scałkowanego po głębokości z maksymalnego jednostkowego oporu tarcia pobocznicy pmaxshaftz Określenie pmaxbase wymaga trzykrotnej analizy zarejestrowanych podczas badania CPTU wartości qc Ustalone zostają obszary uśredniania qcImean qcIImean i qcIIImean ktoacutere gra-ficznie przedstawiono na rysunku 3 Dla ich ustalenia konieczne jest obliczenie zastęp-

czej średnicy podstawy Deq = 113 a gdziea to długość kroacutetszego a b dłuższego boku podstawy przy czym ble15a Kolejnym etapem jest określenie głębo-kości krytycznej dcrit na ktoacuterej qc uzyskuje minimalne wartości w przedziale głębokości odhpos + 4 Deq do hpos + 08 Deq gdzie hpos to głębokość posadowienia projektowanego pala (patrz rysunek 3) W przedziale głębokości od hpos + dcrit do hpos obliczone zostają dwie średnie wartości oporoacutew qc Pierwsza z nich tj qcImean wy-znaczona zostaje zgodnie z zależnością (8) gdzie qcI to zarejestrowane wielkości qc Dru-ga - qcIImean - określona zostaje zgodnie ze wzorem (9) gdzie qcII to najniższe wartości pomiarowe qc w zadanym przedziale głębo-kości

qcImean= mdashmdash qcIdzintdcrit

0

1dcrit (8)

qcIImean= mdashmdash qcIIdzint0

dcrit

1dcrit (9)

Trzecie uśrednienie służące wyznaczeniu nośności podstawy poszukiwane jest w prze-dziale znajdującym się powyżej podstawy pala na głębokości od hpos minus 8 Deq do hpos Wartość qcIImean określona zostaje zgodnie ze

wzorem (10) a w obliczeniach brane są pod uwagę w zadanym przedziale głębokości wartości qc mniejsze niż najniższe qcII użyte do wyznaczenia qcIImean

qcIIImean= mdashmdash qcIIIdzintminus8Deq

0

18Deq (10)

Wszystkie trzy wartości opisane roacutewna-niami (8) (9) i (10) wraz z przyjętymi wspoacuteł-czynnikami normowymi [9] αp β i s pozwala-ją - zgodnie z (11) - wyznaczyć maksymalny opoacuter podstawy ktoacutery ostatecznie nie może zostać przyjęty większy niż 15 MPa

pmaxbase= 05 αpβsmdashmdashmdashmdashmdashmdash + qcIIImeanqcImean + qcIImean

2

(11)

Wyznaczenie maksymalnego jednostko-wego oporu tarcia na pobocznicy pmaxshaftz jest znacznie mniej pracochłonne Wymaga jednak wstępnego zredukowania zarejestro-wanych podczas badania CPTU wartości qc większych niż 15 MPa w warstwach o miąż-szości większej niż 1 m do wartości 15 MPa a w warstwach o miąższości mniejszej niż 1m do wartości 12 MPa Ostatecznie maksy-malny jednostkowy opoacuter tarcia na pobocz-nicy ustalony zostaje według zależności pmaxshaftz=αsqczα gdzie qczα to wartości qc na głębokości z po uwzględnieniu redukcji a αsto wspoacutełczynnik zależny od rodzaju gruntu i technologii wykonania pala Wspoacutełczynniki αs podane w Eurokodzie 7 są maksymalnymi dopuszczalnymi war-tościami dla konkretnych rodzajoacutew gruntu Przyjęcie ich w obliczeniach bezpośrednio jako maksymalne dopuszczalne wartości może skutkować przeszacowaniem nośno-ści pala Projektanci powinni przeprowa-dzać rozsądne oszacowanie bazujące na doświadczeniu i znajomości wpływu danej technologii na ośrodek gruntowy podczas wykonawstwa W analizowanym przykła-dzie do określenia αs wykorzystano metodę LCPC zgodnie z normą holenderską [7]

Statyczne obciążenia proacutebne i ich interpretacja

Pale stanowią bardzo ważny element po-sadowienia obiektoacutew inżynierskich Jedną ze znaczących roacuteżnic w stosunku do trady-cyjnego budownictwa nadziemnego jest kontrola wykonanej konstrukcji Gdy kon-strukcja powstaje w otwartym terenie przy zachowaniu wszelkich zasad bezpiecznego projektowania dokładnego wykonawstwa i użyciu odpowiedniej jakości materiałoacutew budowlanych nie istnieje duże prawdopo-dobieństwo awarii W przypadku pali mogą się jednak pojawić pewne bdquoznaki zapytaniardquo Dlatego też we wszelkich normach i zalece-niach projektowych na całym świecie poja-

wia się zagadnienie kontroli jakości roboacutet palowych Najczęściej stosowaną kontrolą jakościowej nośności są proacutebne obciążenia statyczne i dynamiczne Proacutebne obciążenia statyczne są jedną z najstarszych i darzonych największym za-ufaniem metod kontrolnych badań funda-mentoacutew palowych Dlatego w Eurokodzie 7 [9] wymieniono kilka wariantoacutew projek-towania fundamentoacutew palowych właśnie z uwzględnieniem proacutebnych obciążeń sta-tycznych Dopuszczalne jest projektowanie pali na podstawiebull wynikoacutew proacutebnych obciążeń statycznychbull metod empirycznych lub analitycznych

ktoacuterych wiarygodność została potwier-dzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach

bull wynikoacutew pomiaroacutew dynamicznych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

bull obserwacji i pomiaroacutew gruntowych gdy wiarygodność ich wykorzystania została potwierdzona przez proacutebne obciążenia statyczne w poroacutewnywalnych warunkach gruntowych

Na podstawie wymienionych metod można jednoznacznie stwierdzić że opie-rają się one na proacutebnych obciążeniach sta-tycznych jako element decydujący Roacutewnież polska norma palowa [10] nakazuje wyko-nywać proacutebne obciążenia statyczne jako potwierdzenie nośności wyznaczonej w tra-dycyjny sposoacuteb Dlatego w pracy wyniki obliczeń anali-tycznych oceny nośności poroacutewnano z oce-ną nośności granicznej kontrolnych badań statycznych Idealnie w osi wcześniejszego badania statycznego CPTU wykonany zostały pal CFA długość 175 m i średnicy 80 cm Po ponad 30 dniach od wykonania w gruncie przeprowadzone zostało proacutebne obciążenie statyczne W drugim cyklu obciążenia okre-ślono graniczną nośność pala roacutewną 2 841 kN ustaloną na podstawie wykresu pomoc-niczego zgodnie z interpretacją według nor-my PN-83B-02482 [5]

Analiza nośności i jej weryfikacja

Analizę poroacutewnawczą przeprowadzo-no dla charakterystycznych wartości oceny nośności pali CFA długości 175 m i średni-cy 80 cm obliczonych czterema metodami określającymi nośność na podstawie badań CPTU (Energopolu Busamente-Gianeselle-go Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) oraz metodą klasyczną normową według PN-83B-02482 Wyniki obliczeniowe zweryfikowano poroacutew-nując z graniczną wartością nośności otrzy-

radic mdashba

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

30p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

maną z proacutebnych obciążeń statycznych co przedstawiono na rys 5 Wszystkie oceny nośności dały wartości mniejsze od granicz-nej wyznaczonej przez proacutebne obciążenie Najniższą szacunkową nośność uzyskano z metody Energopolu i wynosiła ona 2 14480 kN co stanowi 7549 nośności gra-nicznej z obciążeń proacutebnych (patrz Tab1) Natomiast najwyższą wartość tj 2 76820 kN oszacowano na podstawie metody normo-wej według PN-83B-02482 Uzyskana w ten sposoacuteb wartość stanowi aż 9744 nośności granicznej (patrz Tab1) Zaroacutewno na rysunku 5 jak i w Tab1 za-prezentowano wyniki oceny nośności glo-balnej oraz z wyszczegoacutelnieniem charaktery-stycznej nośność podstawy oraz pobocznicy pala Zauważalne jest iż we wszystkich me-todach zawsze większą częścią globalnej wartości nośności jest nośność pobocznicy mająca swoacutej średni udział na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 7334 sumRskiRcki

n

ni=1

(11)

Dla podstawy udział ten klasyfikuje się na poziomie

mdashmdashmdashmdashmdash= 2666 sumRbkiRcki

n

ni=1

(12)

Oszacowanie lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności ψ1 i ψ2

Udziały nośności pobocznicy (11) i pod-stawy (12) w globalnej wartości nośności stają się danymi wyjściowymi do ustalenia lokalnych wspoacutełczynnikoacutew ψ1 i ψ2 Przyjmując za rzeczywistą nośność pala wartość uzyskaną z proacutebnych obciążeń możliwe jest ustalenie szacunkowej nośno-ści pobocznicy oraz podstawy pala zgodnie z procentowym udziałem (11) i (12)

Rbk= 2666∙ Rck =2666∙ 2841kN = 75749 kN(13)

Rsk= 7334∙ Rck =7334∙ 2841kN = 208351 kN(14)

Obliczenie wspoacutełczynnika nośności ψ1 dlapodstawy Korzystając ze wzoroacutew (1) i (2) po prze-kształceniach otrzymano

ψ1= mdashmdashmdashRbk

Ab qcndash (15)

W trakcie obliczeń numerycznych jako qc przyjęto wartość średnią ze wszystkich po-miaroacutew dla poszczegoacutelnych metod wyno-

szącą qc = 319 MPa Ostatecznie wartość wspoacutełczynnika no-śności dla podstawy ψ1 zgodnie z (15) wy-nosi 032

Obliczeniewspoacutełczynnikanośnościψ2dlapo-bocznicy Aby obliczyć rozkład wspoacutełczynnikoacutew ψ2 w zależności od poszczegoacutelnych warstw gruntu obliczono procentowy udział po-szczegoacutelnych warstw gruntu w całkowitej nośności pobocznicy (patrz Tab2) Procen-towy rozkład średni ustalono bazując na procentowym rozkładzie udziału poszcze-goacutelnych warstw w czterech metodach oce-ny nośności (Energopolu Busamente-Gia-nesellego Philopponnata-Kłosa Eurokodu 7) Mając procentowy rozkład średni udzia-łu poszczegoacutelnych warstw wyznaczono na podstawie (14) rozkład qsi Ostatecznie na podstawie tych obliczeń wyznaczono war-tości wspoacutełczynnikoacutew ψ2 dla konkretnych warstw geotechnicznych zgodnie z poniż-szym zapisem ψ2= mdashmdashmdash

Asi qsi

Rski

ndash

Wartości ψ2 są większe dla gruntoacutew syp-kich niż spoistych Dodatkowo w gruntach sypkich wzrost stopnia zagęszczenia powo-duje generowanie większych wartości ψ2 W gruntach spoistych wzrost wartości stop-nia plastyczności powoduje spadek ψ2 Po-twierdza to regułę zaprezentowaną przez Gwizdałę i innych [4] moacutewiącą że wzrost oporoacutew qc dopuszcza stosowanie większych wartości ψ2

Podsumowanie i wnioski końcowe

W rozpatrywanym przykładzie oblicze-niowym metoda Energopolu ustaliła najniż-szą wartość nośności pala i można ją uznać za najbezpieczniejszą jednak z drugiej stro-ny trzeba by ją uznać za najmniej ekono-miczną Najmocniej zbliżone wartości proacutebnego obciążenia uzyskały metody Philopponna-ta-Kłosa Gianesellego-Bustamantego oraz klasyczna normowa wg normy krajowej PN-83B-02482 Jest to zderzenie całkowicie odmiennych algorytmoacutew ktoacutere w efekcie potrafią uzyskać bardzo zbliżone wyniki Z jednej strony posługujemy się bezpośred-nio pomiarami z badań CPTU a z drugiej wy-prowadzonymi na ich podstawie parametra-mi pochodnymi Rozwiązanie z Eurokodu 7 dało rozwiąza-nie pośrednie w stosunku do już omoacutewio-nych metod Największą zaletą stosowania tej metody jest fakt że postępujemy zgod-nie z zaleceniami normy i możemy zawsze się na nią powołać W metodach empirycz-nych wyznaczanych w warunkach lokalnych nie posiadamy już takiej pewności Olbrzymią zaletą stosowania metod oce-

5Wykresporoacutewnawczywynikoacutewocenynośnościpaliwciskanych

Lp MetodaR

bkR

skR

ckR

bkR

ckR

skR

ckR

ckQ

pr

kN kN kN

1 Philliponant-Kłos 78422 194833 273255 2870 7130 9618

2 Energopol 76522 137959 214480 3568 6432 7549

3 Bustamente-Gianiselli 63445 210219 273664 2318 7682 9633

4 Eurokod 7 48658 211562 260220 1870 8130 9159

5 PN-83B-02482 74896 201924 276820 2706 7294 9744

6 Proacutebne obciążenia - - 284100 - - 10000

Tab1Zestawieniewynikoacutewocenynośnościpalazwyszczegoacutelnieniemnośnościpodstawyorazpobocznicy

ndash

ndash

ndash

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

31p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

ny nośności na podstawie badań CPTU jest duże przyśpieszenie procesu projektowania pali ponieważ można pominąć proces in-terpretacyjny badań CPTU związany z usta-leniem parametroacutew geotechnicznych a na ich podstawie dopiero nośności pali Mnogość metod obliczeniowych pozwa-lających oszacowywać nośność pala wci-skanego wielokrotnie na bazie tych samych danych może wzbudzać jednocześnie uczu-cie pewności jak i niepewności rozwiązania Jednak dopiero proacutebne obciążenia statycz-ne mogą ostatecznie rozwiać wszelkie wąt-pliwości Duże znaczenie może mieć lokal-ność konkretnego rozwiązania w stosunku do rzeczywistych warunkoacutew geotechnicz-nych Dlatego w pracy zaproponowano sposoacuteb ustalania lokalnych wspoacutełczynnikoacutew nośności podstawy ψ1 i pobocznicy ψ2 Z ich pomocą możliwe jest szybkie projektowanie pali posadowionych w sąsiedztwie wzorco-wego pala obliczeniowego Zastosowana analiza wsteczna ustala-nia ψ1 ψ2 może być stosowana zawsze gdy dokonane jest oszacowanie nośności na podstawie kilku metod obliczeniowych oraz istnieje ich weryfikacja w postaci proacutebnego obciążenia statycznego

Materiały źroacutedłowe

[1] Bustamante M Gianeselli L Określa-nie nośności pala pojedynczego na podstawie badań in situ Archiwum Hydrotechniki 1983Tom XXX Zeszyt 1 98-112

[2] Gwizdała K Fundamenty palowe Technologie i obliczenia Wydawnic-two Naukowe PWN 2010

[3] Gwizdała K Stęczniewski M Charakte-rystyka metod określania nośności pali przy wykorzystaniu sondy statycznej CPT Inżynieria Morska i Geotechnika 1998 nr 6 302-306

[4] Gwizdała K Stęczniewski M Dyka I Wykorzystanie sondowań statycznych do obliczania nośności i osiadań pali Nowoczesne Budownictwo Inżynieryj-ne 2009 nr 4 62-69

[5] Krążelewski J Keller Polska SA[6] Kłos J Obliczanie nośności pojedyn-

czego pala na podstawie wynikoacutew sondowań statycznych Inżynieria Mor-ska i Geotechnika 1983 nr 3 303-306

[7] NEN 67431991A11997 Geotechniek ndashndash Berekeningsmethode voor funderin-gen op palen ndash Drukpalen

[8] PN-B-044522002 Geotechnika Bada-nia polowe

[9] PN-EN 1997-22009 Eurokod 7 Projek-towanie geotechniczne ndash Część 2 Roz-poznanie i badanie podłoża gruntowe-go

[10] PN-83B-02482 Fundamenty budowla-ne Nośność pali i fundamentoacutew palo-wych

[11] Sikora Z Sondowanie statyczne me-tody i zastosowanie w geoinżynierii Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2006

Rodzaj gruntu

ID

IL

rozkład udziału warstwy w całkowitej nośności pobocznicy

rozkład średni

qsi

Rski

ψ2

B-G Energop Ph- Kł EC 7 kPa kN -

GΠ-IΠ 040 376 300 410 416 375 20580 311 66

Ps-PΠ 040 084 105 138 137 116 57603 481 120

GΠ-IΠ 030 143 114 126 125 127 25997 350 74

Ps-PΠ 050 347 433 568 564 478 79188 661 120

GΠ-IΠ 020 117 094 084 083 094 32128 392 82

Ps-PΠ 050 619 771 1012 1006 852 70566 589 120

Gp-GΠ 030 496 395 418 416 431 27119 358 76

GΠ-IΠ 030 158 126 167 166 154 21549 320 67

Gp-GΠ 030 568 453 544 541 526 23907 336 71

Ps-PΠ 060 202 336 287 306 283 122848 781 157

Gp-GΠ 010 465 370 167 166 292 63546 606 105

Ps-PΠ 070 734 1220 1067 1114 1034 167379 1071 156

GΠ-IΠ 020 280 223 209 208 230 30629 381 80

Ps-PΠ 040 228 285 373 371 314 62472 521 120

Gp-GΠ 020 399 318 167 166 263 54563 544 100

Po-Pd 070 518 861 753 713 711 188975 1179 160

Ps-PΠ 060 226 375 328 342 318 137142 878 156

Gp-GΠ 020 4041 3223 3180 3160 3401 29097 371 78

Tab2Procentowyudziałposzczegoacutelnychwarstwwcałkowitejnośnościpobocznicyorazrozkładwspoacutełczynnikanośnościψ2

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

32p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

Opis badanej konstrukcji

Przedmiotem badania jest obudowa wyko-pu - pionowa palisada z pali wierconych CFA o średnicy 500 mm i długości 90 m w ukła-dzie przenikającym się zbrojonych co drugi kształtownikiem stalowym IPE330 (S355) o długości L = 80 m W miejscu wykonania konstrukcji oporowej mamy do czynienia z uwarstwionym podłożem geotechnicz-nym Pierwszą warstwę gruntu stanowią nasypy niekontrolowane o miąższości 20 m ktoacutere zawierają piaski gliny piaszczyste żwir kamienie oraz gruz Poniżej nasypu zalegają utwory rodzime (tabela 1) W celu oszacowania parametroacutew war-stwy nasypu przeprowadzono pomiary in-klinometryczne przemieszczeń wsporniko-wego zabezpieczenia wykopu o głębokości

40 m Rurę inklinometryczną przyspawano do profilu zbrojenia palisady Pomiary in-klinometryczne zostały przeprowadzone w dwoacutech stanowiskach badawczych ktoacute-re przygotowano w konstrukcji - obudowy wykopu Rury inklinometryczne z profili 50x50x3 przyspawano odcinkowo do zbro-jenia palisady - profili IPE330 a następnie wraz ze zbrojeniem zostały zawibrowane w palach Rury inklinometryczne miały długość 80 m co umożliwiło pomiar prze-mieszczeń do głębokości 40 m poniżej dna wykopu

Zasady pomiaru inklinometrycznego

Sonda inklinometryczna zbudowana jest z cylindrycznego korpusu wyposażonego w dwa stalowe woacutezki jezdne i zamonto-

wanego wewnątrz czujnika pomiarowego Czujnik pomiarowy to dwuosiowy servo-akcelerometr [4] Sposoacuteb pomiaru prze-mieszczeń oparty jest o pomiar kąta wy-chylenia sondy inklinometrycznej Przyrost przemieszczenia poziomego każdego od-cinka oblicza się ze wzoru (1)

Δuij=500mmtimes[sin(αij)-sin(αio)] (1)

gdzieαij ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w j-tym pomiarzeαio ndash kąt nachylenia sondy zmierzony na i-tym odcinku w pomiarze zerowym (odniesienia) Aby uzyskać przyrost przemieszczenia na danej głębokości należy zsumować przy-rosty przemieszczeń wszystkich odcinkoacutew pomiarowych poniżej tego punktu [3] Po-miary prowadzi się w czterech prostopa-dłych kierunkach zawsze zaczynając od bdquo1-gordquo kierunku a następnie zgodnie z ru-chem wskazoacutewek zegara Pozwala to na ustalenie przemieszczeń w dwoacutech założo-nych prostopadłych kierunkach oraz na ich podstawie przemieszczeń wypadkowych Każdy cykl pomiaroacutew rozpoczyna się od pomiaru zerowego Powinien być on wy-konany przed rozpoczęciem odkopywania konstrukcji Jest wykonywany w celu usta-lania pierwotnego kształtu i orientacji punk-tu pomiarowego Następnie prowadzi się kolejne pomiary w odstępach czasowych uwzględniających postęp prac na placu bu-dowy Pomiar zerowy został przeprowadzo-ny bezpośrednio po wykonaniu palisady Pierwszy pomiar wykonano dla głębokości wykopu 20 m Przemieszczenia korony pa-lisady dla stanowiska badawczego I1 wy-noszą 20 mm (rysunek 2 a) zaobserwować

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiaroacutew inklinometrycznych oraz analiz numerycznychKarolina Gorska Marek Wyjadłowski

WartykuleprzedstawionoproceduręokreśleniaparametroacutewgeotechnicznychgruntoacutewnasypowychorazobliczenianiezawodnościpalisadyzpaliwierconychWykorzystanowynikipomiaroacutewinklinometrycznychanalizęodwrotną[1]obliczenianumeryczneorazmetodyszacowanianiezawodnościkonstrukcjiProponowanaprocedurapozwalanaprojektowanieobudowywykopumetodąobserwacyjnąorazaktywnąmodyfikacjęprojektuzabezpieczeniawykopuwtrakciewykonywaniakonstrukcjiwceluosiągnięciawymaganegowspoacutełczynnikaniezawodności

Artykuł recenzowany zgodnie z wytycznymi MNiSW data zgłoszenia do redakcji 14012013 data akceptacji do druku 22022013

dr inż Marek WyjadłowskiPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikimarekwyjadlowskipwrwrocpl

dr inż Karolina GorskaPolitechnika WrocławskaInstytut Geotechniki i Hydrotechnikikarolinagorskapwrwrocpl

Nazwa gruntuMiąższość I

DI

Lγ E υ c oslash

m ndash kNm3 MPa ndash kPa deg

Nasyp niekontrolowany

20 ndash 180210 10 03 0 28

MSaCSa 20 060 185195 94 025 0 34

saCl 10 029 205205 21 03 26 155

saCl 10 010 220220 50 03 44 23

saCl - 009 215215 50 03 50 25

Tab1Parametrygeotechniczne

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

33p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

można wygięcie ściany w okolicy dna wy-kopu Wykop o tej głębokości utrzymywany był przez następny miesiąc w trakcie ktoacuterego wykonano dodatkowe pomiary Dla stano-wiska pomiarowego I1 wyraźnie zaznacza się zamocowanie palisady w gruncie poniżej dna wykopu Kolejny pomiar został wykona-ny po osiągnięciu projektowanej głębokości wykopu 40 m Końcowe pomiary po wy-konaniu płyty dennej wykazują stabilizację przemieszczeń palisady Na stanowisku I2 pomiary prowadzone były w tych samych dniach co na stanowi-sku I1 Zaobserwowano wartości przemiesz-czeń nieznacznie większe niż w stanowisku I1 Na pierwszym etapie odkopania palisada nie wykazała znacznego wygięcia w pozio-mie dna wykopu Charakterystyczne dla obu stanowisk ba-dawczych jest wyraźne (15 mm) przemiesz-

czenie podstawy konstrukcji oporowej W pomiarach inklinometrycznych zakłada się utwierdzenie końca rury pomiarowej i wszystkie wykresy w podstawie wykazują zerowe przemieszczenia co nie jest zgodne z rzeczywistym przemieszczeniem podsta-wy palisady w czasie W punkcie pomiaro-wym położonym o 05 m powyżej podstawy palisady wykresy rozsuwają się Świadczy to o wzrastającym przemieszczeniu pod-stawy palisady co zostało potwierdzone w obliczeniach numerycznych (rysunek 3) Potwierdzeniem tego stwierdzenia byłyby pomiary geodezyjne wierzchu punktu po-miarowego ale w tym przypadku nie zostały one prowadzone Wyniki pomiaroacutew inklinometrycznych przemieszczeń palisady palowej przedsta-wiono na rysunku 2

Analizy obliczeniowe obudowy wykopu

Analizy obliczeniowe przemieszczenia pa-lisady z pali wierconych przeprowadzono na etapie projektowania oraz po wykonaniu konstrukcji jako analizę wsteczną W praktyce można wyroacuteżnić trzy rodzaje analizy statycznej zabezpieczenia wykopubull metody klasyczne gdzie obudowa jest

modelowana jako ustroacutej prętowy obcią-żony parciem i odporem gruntu

bull obliczenie obudowy wykopu jako ustroju statycznie niewyznaczalnego poddanego obciążeniu parciem gruntu i nieznanej re-akcji podłoża modelowanego za pomocą analogu sprężynowego

bull analiza statyczna płaskiego ustroju złożo-nego ze konstrukcji oporowej oraz wspoacuteł-działającego masywu gruntowego za po-mocą metody elementoacutew skończonych

Ostatnia metoda pozwala obliczyć prze-mieszczenia obudowy wykopu oraz otacza-jącego ośrodka gruntowego zaleca się ją stosować do wstecznej analizy konstrukcji Podstawy analizy wstecznej opisane zostały w pracach [2] i [9] Analiza wsteczna stanowi grupę metod numerycznych ktoacutere polegają na poszuki-wania takich wartości parametroacutew geotech-nicznych aby obliczenia numeryczne dały wyniki odpowiadające przemieszczeniom lub naprężeniom ktoacutere są obserwowane na istniejących obiektach lub konstrukcjach Kryterium zbieżności opisane jest założoną funkcją celu W algorytmie poszukiwawczym następuje minimalizacja wartości tej funkcji Najczęściej funkcję celu stanowi suma naj-mniejszych kwadratoacutew roacuteżnic pomiędzy wartości zmierzonymi w doświadczeniu a wartościami obliczeniowymi Wartości ob-liczeniowe uzyskiwane są na podstawie ana-liz MES lub innych metod obliczeniowych przy zastosowaniu poszukiwanych parame-troacutew materiałowych jako zmiennych mode-lu Analiza wsteczna może być prowadzona jako deterministyczna oraz w powiązaniu z metodami probabilistycznymi [5]

Obliczenia numeryczne

W analizie teoretycznej przeprowadzono obliczenia dla modelu konstrukcji z zastoso-waniem metody elementoacutew skończonych Symulacja komputerowa uwzględniała wy-konanie palisady wszystkich faz głębienia wykopu wraz z stopniowym obniżaniem zwierciadła wody w wykopie Obliczenia wykonano w programie PLAXIS v 72 [6] Ośrodek gruntowy przyjęto uwzględniając wszystkie warstwy gruntu oraz stabilizujący się poziom zwierciadła wody gruntowej Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla dwoacutech modeli podłoża gruntowegobull modelu podłoża Coulomba-Mohra dla

wszystkich warstw geotechnicznych

1Schematsposobuprzeprowadzaniapomiaru

a) b)

2Przemieszczeniawkierunkudowykopustanowiskabadawczea)I1b)I2

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

34p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

bull modelu hardening soil dla nasypu nie-kontrolowanego oraz modelu Coulomba-Mohra dla pozostałych warstw geotech-nicznych

Izotropowe parametry do obliczeń sprę-żysto-plastycznych dla modelu Coulom-bandashMohra i niestowarzyszonego prawa plastycznego płynięcia zawiera tabela 1 Parametry gruntu przyjęto zgodnie z doku-mentacją geotechniczną Do modelowania gruntu wykorzystano typowe troacutejkątne sze-ściowęzłowe elementy skończone Podstawowym założeniem sformułowa-nia modelu hardeningsoil (HS) jest hipebo-liczna zależność pomiędzy odkształceniem pionowym ε1 oraz naprężeniem ścinającym w stanie troacutejosiowego pierwotnego ob-ciążenia [8] Zasadnicza roacuteżnica pomiędzy modelem hardening soil (HS) a modelem Coulomba-Mohra polega na zastosowaniu hiberbolicznej krzywej zależności napręże-nia od odkształcenia zamiast krzywej złożo-nej z dwoacutech prostych oraz na wprowadzeniu zmiennych modułoacutew sztywności W modelu hardening soil stosuje się wspoacutełczynniki sztywności odniesione do naprężenia po-roacutewnawczegoEref

50 - moduł odkształcenia odpowiadający 50 niszczącej wartości naprężenia dewiatorowego qf z badania troacutejosio-wego [kNm2]Eref

oed - moduł sztywności stycznej [kNm2]Eref

ur - moduł odkształcenia przy odciążeniu ndash ndash obciążeniu wtoacuternym [kNm2] Pozostałe parametry gruntu przyjmu-je się jak dla modelu Coulomba-Mohra tj spoacutejność kąt tarcia wewnętrznego oraz kąt dylatancji Zależność pomiędzy modułami sztyw-ności E oraz modułem odkształcalności po-staciowej wyraża się wzorem E = 2(1+ν) G Jeżeli moduł Eur jest rzeczywistą sztywnością sprężystą to można zapisać Eur = 2(1+ν) Gur W przeciwieństwie do Eur moduł E50 nie jest używany w zakresie sprężystości Stąd nie istnieje prosta zależność pomiędzy E50 a G50 Model sprężysto-plastyczny HS nie zawiera zależności pomiędzy E50 a edometrycznym modułem sztywności Eoed Sztywności te po-winny być podawane niezależnieWartości modułoacutew E50 Eur mają tendencję do wzrostu wraz z naprężeniem poziomym czyli moduł E rośnie wraz z głębokością Wartość modułu E zależy też od ścieżki na-prężeń w gruncie wzrasta po odciążeniu i wtoacuternym obciążeniu Palisadę palową zamodelowano jako ele- ment belkowy o parametrach wytrzymało-ściowych EA = 1453 GNm EI = 875 MNm2m Założono że nie ma przepływu wody grunto-wej pod palisadą Wykonano ponad 200 serii obliczeń w ktoacuterych zmieniano parametry gruntu nasy-powego kąt tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa Kąt tarcia wewnętrznego zmie-

niał się w zakresie od 24 do 36˚ natomiast moduł Youngrsquoa od 40 do 120 MPa Poroacutewnano kształt osi odkształconych palisady dla roacuteżnych głębokości wykopu Istotne roacuteżnice wystąpiły dla fazy pośredniej głębokości 20 m Oś odkształconą palisady przedstawiono na rysunku 3 Oś odkształco-na dla modelu Coulomba-Mohra odbiega od osi krzywej uzyskanej w pomiarach inkli-nometrycznych ponieważ obliczone prze-mieszczenia podstawy palisady są większe od przemieszczeń korony Dla nasypu o mo-delu HS przemieszczenia korony są większe od przemieszczeń podstawy palisady co jest zgodne z wynikami pomiaroacutew inklinome-trycznych Lepszą zgodność osi odkształco-nej w etapie pośrednim głębienia wykopu wykazuje model HS nasypu

Analiza odwrotna

W rozpatrywanym przypadku przemiesz-czenie oczepu palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego stanowią dane wejściowe Parametrem sza-cowanym metodą analizy odwrotnej jest wartość kąta tarcia wewnętrznego oraz mo-duł Youngrsquoa warstwy nasypu Istotne znacze-nia ma roacutewnież wyboacuter modelu podłoża Zgodność wynikoacutew obliczeń numerycz-nych oraz rezultatoacutew pomiaroacutew inklinome-trycznych oceniano zgodnie z roacutewnaniem funkcji

Ψ= (UiminusUi)2minusn

Σi

(2)

dla zestawu n danych (UiXil) i = 12 n l = 12 m Argumentami funkcji U są kąt tarcia we-wnętrznego oraz moduł Younga oznaczone jako wektor X Jako wartość Ui przyjęto przy-rost przemieszczeń palisady pomiędzy rzęd-nymi -05 divide -40 m na podstawie obliczeń numerycznych Ui = Ui05 ndash Ui40 Celem analizy numerycznej jest obliczenie wartości Ui dla każdego zestawu parametroacutew nasypu Jako wartość Ui przyjęto przyrost przemieszczeń palisady pomiędzy rzędnymi -05 divide -40 m na podstawie pomiaru inklinometrycznego Na rysunku 4 a) przedstawiono wartości funkcji Ψ dla roacuteżnych wartości argumen-toacutew kąta tarcia wewnętrznego oraz modułu Younga Obliczenia wykonano dla kombina-cji z trzynastu wartości kąta tarcia wewnętrz-nego i ośmiu wartości modułu odkształce-nia oraz dla wynikoacutew z dwoacutech stanowisk inklinometrycznych Obliczenia powtoacuterzono dla nasypu nie-kontrolowanego zamodelowanego przy pomocy modelu hardeningsoil [5] wartości funkcji Ψ przedstawiono na rysunku 4 b) Parametry geotechniczne obliczone na podstawie analizy odwrotnej zależą od przy-jętego modelu gruntu dla nasypu niekon-trolowanego Dla modelu gruntu Coulom-ba-Mohra minimum funkcji celu w analizie

a) b)

3Ośodkształconapalisadya)modelCMdlanasypub)modelHSdlanasypu

a) Wartości funkcji celu - model Coulomba-Mohra

b) Wartości funkcji celu - model hardening soil

4Funkcjadopasowaniaparametroacutewwytrzymałościowychdlawarstwynasypu

minus

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

35p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y3 2013

Zimowa szkoła mechaniki goacuterotworu i geoinżynierii

odwrotnej wystąpiło dla wartości φ = 27˚ oraz E = 60 MPa natomiast dla modelu nasy-pu hardening soil dla wartości φ = 33˚ oraz E50 = 40 MPa Wpływ modułu Younga na uzy-skane wyniki jest minimalny

Analiza niezawodności palisady

W metodach probabilistycznych analizy nie-zawodności konstrukcji miarą bezpieczeń-stwa jest prawdopodobieństwo niezawod-ności pf przy założonym stanie granicznym nośności lub użytkowalności Wartości do-puszczalne uo ze względu na rozpatrywany stan graniczny poroacutewnuje się z wartością docelową u Jako dopuszczalne przemiesz-czenie palisady przyjętouo = 001 mZadanie polega na znalezieniu następujące-go prawdopodobieństwa

pF= PU(X) gt u0 (3)

gdzie U(X) jest przemieszczeniem głowicy palisady zależnym od wektora parametroacutew X zawierającego zaroacutewno losowe jak i nielo-sowe komponenty Jako roacutewnoważną miarę stosuje się wskaźnik niezawodności β zwią-zany z prawdopodobieństwem (3) zależno-ścią

pF= Φ0(minusβ) (4)

w ktoacuterej Φ0 jest dystrybuantą standardowe-go rozkładu normalnegoDo obliczenia miar (3) oraz (4) zastosowano metody FORM i SORM rozpowszechnione w ramach teorii niezawodności konstrukcji [5] W celu określenia funkcji U(X) opisującej w sposoacuteb jawny przemieszczenie głowicy palisady w zależności od zmiennych stałych materiałowych (zmiennych losowych) zasto-sowano metodę powierzchni odpowiedzi W podejściu probabilistycznym przemiesz-czenie głowicy palisady stanowi odpowiedź układu a parametry ośrodka gruntowego są danymi wejściowymi Jako zmienne losowe przyjęto moduł E50oraz kąt tarcia wewnętrz-nego φ Zmienne losowe są o rozkładzie log normalnym Powierzchnie odpowiedzi wyznaczano w postaci wyrażenia (5) zgod-nie z procedurą przedstawioną w pracy [7] Przyjęto powierzchnię odpowiedzi w posta-ci wielomianu

U(E50φ) = B1+B2X1+B3X3+B4X1X1+B5X2X2+B6X1X2+err

(5)

Parametry wielomianu Bi wyznaczono za pomocą regresji nieliniowej W tabeli 2 zamieszczono wspoacutełczynniki Bi uzyskane w drugim kroku iteracyjnym W celu określenia wrażliwości wskaźnika niezawodności na wahania poszczegoacutelnych zmiennych losowych przeprowadzono obli-czenia probabilistyczne dla podłoża o para-metrach φ = 38˚ oraz E50 = 60 MPa Wyniki obliczeń dla nieskorelowanych zmiennych losowych przedstawiono w tabeli 3

Wspoacutełczynnik wrażliwości dla kąta tarcia we-wnętrznego αφ jest bliski jedności co ozna-cza że związek funkcyjny pomiędzy kątem tarcia wewnętrznego a granicznym prze-mieszczeniem głowicy palisady charaktery-zuje się bardzo dużą wrażliwością na zmiany wartości kąta φ Wspoacutełczynnik wrażliwości modułu sztywności αE50 jest bardzo mały moduł E50 nie ma istotnego wpływu na nie-zawodność konstrukcji Wspoacutełczynnik wraż-liwości dla błędu wykazuje roacutewnież małą wartość co oznacza że zmienna losowa błędu nie wprowadza istotnej zmienności stochastycznej do analizowanego modelu palisady

Podsumowanie

Praca przedstawia procedurę wyznaczania nieznanych parametroacutew geotechnicznych warstwy nasypu oraz rezultaty probabili-stycznego modelowania przemieszczenia palisady z pali wierconych Nieznane pa-rametry gruntu nasypowego wyznaczono stosując analizę odwrotną z wykorzystaniem wynikoacutew pomiaroacutew inklinometrycznych Wyboacuter modelu podłoża w obliczeniach nu-merycznych został dokonany na podstawie zgodności osi odkształconej palisady z osią określoną na podstawie pomiaroacutew inklino-metrycznych Palisada umieszczona jest w ośrodku uwarstwionym Cechy losowe przyjęto dla warstwy nasypu niekontrolowanego W zadaniu połączono obliczenia metodą kla-syczną z metodą powierzchni odpowiedzi oraz metodami FORM i SORM wyznaczania wskaźnikoacutew niezawodności Analiza wraż-liwości wskazuje że o prawdopodobień-stwie przekroczenia dopuszczalnej wartości przemieszczenia korony palisady decyduje przede wszystkim zmienność losowa kąta tarcia wewnętrznego warstwy nasypu

Materiały źroacutedłowe

[1] Bui HD Tanaka M Inverse problems in engineering mechanics Balkema Paris France 1994

[2] Calvello M and Finno R J (2002) Cali-bration of soil models by inverse analy-sis Proc Int Symposium on Numerical Models in Geo mechanics NUMOG VIII Balkema Rotterdam The Netherlands 107ndash116

[3] Dunnicliff J Geotechnical Instrumenta-tion for Monitoring Field Performance Wiley 2004

[4] Inclinometers Instruction manual (0905-Rev4)

[5] Ledesma A Gens A Alonso EE Estima-tion of parameters in geotechnical back analysis- I Maximum likelihood appro-ach Computers and Geotechnics 18 1(1996) 7

[6] Vermeer PA Plaxis Delft University of Technology AABalkema 1994

[7] Puła W Zastosowania teorii niezawod-ności konstrukcji do oceny bezpieczeń-stwa fundamentoacutew Oficyna Wydawni-cza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2004

[8] Shantz T Vermeer P A Bonnier PG The hardening soil model Formulation and verification Beyond 2000 Computa-tional Geotechnics ndash 10 Years PLAXIS s 1ndash16 Balkema Rotterdam 1999

[9] Srokosz PE Bartoszewicz A Zastosowa-nie analizy wstecznej do wyznaczania parametroacutew gruntu niespoistego na podstawie wynikoacutew badań modelo-wych Zeszyty Naukowe Politechniki Ślą-skiej seria Budownictwo z 97 2003

Iteracja B1 B2 B3 B4 B5 B6 σerr

I 2502 -7159E-2 1407E- 8715e-4 1904E-5 -8609E-5 3548E-3

II 2483 -6964e-2 2556E-4 8482E-4 2432E-5 -9248E-5 3604E-3

Tab2WartościwspoacutełczynnikoacutewBipowierzchniodpowiedziorazodchyleniastandardowegobłędu

Wspoacutełczynniki zmiennościβ pF

Wspoacutełrzędne punktu obliczeniowego

Wspoacutełczynniki wrażliwości

ηφ ηE50 φ E50 αφ αE50 αerr

5 5 2853 217E-3 3294 5961 0993 0038 -0113

5 10 2843 224E-3 3297 5826 0990 0086 -0113

10 5 1399 809E-2 3289 5985 0980 0018 -0057

10 10 1397 812E-2 3290 5939 0980 0038 -0057

Tab3Analizawrażliwościukładudlazmiennychnieskorelowanych

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

36

Transportation Overview

p r z e g l ą d k o m u n i k a c y j n y 3 2013

Transportation Overview

Table of ContentsPage 6 Jerzy Sękowski Sławomir Kwiecień Piotr Kanty

Volume changes in soil reinforced with dynamic replacement method

The paper characterizes stone columns formed with the use of dynamic repla-cement method In the following part it describes soil conditions on test sites research methodology and the stone column formation process The paper contains the information about the drop height of the rammer the depth on which it drops after every impact and the volume of the introduced aggre-gate material Columns shapes determined on the basis of excavation were presented In both cases the shapes allowed to estimate the volume of the aggregate in columns These values in relation to the volume of the introdu-ced aggregate are the basis of the comparative analysis presented in the last part of the paper The analysis takes into account ground heave measured du-ring the tests in the radius of 6 meters from the column axis Finally the paper presents the authors observations on the analyzed subject

KeywordsDynamicreplacementStonecolumnsGroundimprovement

Page 10 Andrzej Batog Maciej Hawrysz

Geotechnical drafting rules relating to the reconstruction of the road landslide

New national regulations were introduced in 2012 for determining the con-ditions of the foundation of buildings which have changed the rules for dra-wing up the geotechnical documentation the design rules and solving rules of geotechnical problems These changes are related to the adaptation of na-tional legislation used in civil engineering to the Eurocodes One of the new forms of documentation is the geotechnical design The paper describes the principles its preparation Is an example of the development of geotechnical design related to the reconstruction of the road landslide

KeywordsRoadlandslideSlopestabilityGeotechnicaldesign

Page 14 Jarosław Ajdukiewicz Michał Pilch Jan Zych

The observations and conclusions of geosynthetic reinforced embankment behavior on the area under the influence of a large mining activity in the Jastrzębie-Bzie

This paper discusses the impact of mining activity on the ground surface and bridge that was built over the mine`s railway line in Jastrzębie-Bzie Ra-ids and embankments of the object were built with the reinforced ground technology in 2002 and since then they have been still subject to the influ-ence of mining activity Nowadays after 10 years under operation it is possi-ble to draw practical conclusions with reference to the approved methods of construction and reinforcement on the area of mining activity and so it is described in this paper Conclusions and observations of geosynthetics reinforced embankment are included The paper also presents a range of the mining activity planned in the future and the prognosis of itrsquos effects on the area

KeywordsEmbankmentReinforcementGeosyntheticMiningactivity

Page 26 Irena Bagińska Michał Baca Adrian Roacuteżański Maciej Soboacutetka

Verification of pile capacity determined on the basis of CPTU

The paper presents methods for assessing pile capacity based on the recogni-tion of susbsoil by the use of a static CPTU probe Feasible methods under real conditions for direct assessment of the pile bearing capacity made with CFA technology are presented Calculations were performed for a single pile and referred to the method being in accordance with Eurocode 7 and standardi-zed methods compatible with the PN-83B-02482 The results were verified by comparing the value of the pile limit load achieved with the pile static load test The paper presents a proposal for a selection of the ψ1 and ψ2 factors The values of these factors were determined on the basis of a trial pile static load test as well as the estimated capacity of the shaft and the base of the pile in the global characteristic values of pile capacity under real conditions

KeywordsPilesbearingcapacitySoilpilesdesigningMethodforestimatingpilebearingcapacity

Page 32 Karolina Gorska Marek Wyjadłowski

Reliability analysis of continuous bored pile wall based on inclinometer measurements and numerical analysis

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade Inclinometer measurements results inverse analysis numerical cal-culations and methods for estimating the reliability of the structure was used The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observa-tion method and active modification of the project in the course of construc-tion in order to achieve the required reliability factor

KeywordsInclinometricmeasurementsBackanalysisReliability

Translation the Authors

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

Z archiwum transportu

Żyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowymŻyjemy tu w Warszawie życiem tramwajowym Znaczy to że w naszej warszawskiej epoce tramwaj wznioacutesł się do

roli symbolu Oczywiście ndash tramwaj wyraża miejską jednostkę komunikacyjną taką samą jak trolejbus czy autobus

MoacutewisiężyjemyżyciemtakimczyinnymwtedygdyżycieowodobywazczłowiekajegonajistotniejszecechyCzyliże

wzetknięciuznimczłowiekobjawiasięwcałejswejokazałościPrzepełnionyirracjonalnietramwajwarszawskistanowi

doskonały odczynnik przekonujemy się w nim codziennie jacy jesteśmy i jak bardzo żyjemy życiem tramwajowym

Wchwiligdynajbliższybliźnidemolujenamśledzionęmasakrujenerkiunicestwiaczardopierocokupionegopłaszcza

niweczyztrudemprzyszyteguzikigasibrutalnieprzepięknypołyskżarliwiewyczyszczonychbutoacutewgniecienamiazgę

wiezione dla dzieci ciastka uśmiecha się przepraszająco pakując nam w usta rękaw od kurtki w ktoacuterej przed chwi-

lączyściłkominy lubwypakowywałstareśledziendashwtakiejchwilipowtarzam instynkty jakdziałażaglowej fregaty

wysuwają się groźnie z burt naszych dusz Wtedy dopiero spostrzegamy z przerażeniem jacy potrafimy być pierwot-

nidzicyegoistycznikłoacutetliwinietolerancyjnizaślepienikroacutetkowzroczniZdrugiejstronyndash ileżwspaniałychwartości

dostrzegamynarazwżyciugdyudanamsięwepchnąć jakoostatnidorozchodzącegosięwszwachautobusugdy

przygodny sąsiad wisząc na stopniu odstąpi nam trzy centymetry kwadratowe miejsca akurat tyle by postawić na

nichszpicbutagdyzłapanyrozpaczliwiezakrawattenktoacuteryjuzdopołowytkwiwśrodkuuśmiechniesiębezpretensji

i przygarnie nas mocnym ramieniem gdy wreszcie starsza pani ktoacutere prąc ku wyjściu strąciliśmy kapelusz porwali

wstrzępygazetyiwgnietlicałązawartośćsiatkizmasłemjajamiimarmoladawbiustuśmiechniesięztramwajową

melancholia ipowiesmutne leczprzebaczające -NieszkodzindashWtedywidzimy jakdalecepotrafimybyćsolidarni

wyrozumialiludzcyicosciepłegorozpływasięnamjaksłodkarozgrzanaczekoladakołosercaNicniewzbudzawnas

taknieprzytomnejzłościibezmyślnejchęciawanturjakniekończącesięwyczekiwanienawypchaneludźmitrolejbusy

doktoacuterychniemożnasiędostaćjaktępotabrutalnośćinieuprzejmośćwtramwajuonicniebędziemysięsprzeczać

ikłoacutecićtaknamiętniejakogrubiaństwawspoacutełpasażeroacutewibezdusznąwrogośćkonduktoroacutewAleteżnicniewzbudza

wnastakiegouczuciazadowoleniasatysfakcji iwygody jakwidokwyczekiwanegonumerunaulicznymhoryzoncie

istwierdzenieżeznajdziemywnimmiejscesiedząceTramwajwyzwalawnasdziśwWarszawiecennąbezpośredniość

przezywaniaidlategożyjemytuwWarszawieżyciemtramwajowym

Zjakiejpowieścipochodzipowyższyfragment

WśroacutedosoacutebpodającychprawidłowąodpowiedźrozlosujemydarmoweprenumeratylubegzemplarzePrzegląduKomunikacyjnegoNa odpowiedzi mailowe (listyprzegladkomunikacyjnypwrwrocpl) lub nadsyłane tradycyjną pocztą czekamydokońcaczerwca2013

ZachęcamyCzytelnikoacutewdonadsyłaniapodobnychmateriałoacutewjakpowyższytekstRedakcjaPK

Uwaga konkurs

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61

Proponujemy wspoacutelne spotkanie uczonych ekspertoacutew praktykoacutew ndash administratoroacutew i samorządowcoacutew na kolejnej największej tego typu w Polsce konferencji pod ogoacutelnym hasłem

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCH

IX POZNAŃSKA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Z CYKLU

PROBLEMY KOMUNIKACYJNE MIAST W WARUNKACH ZATŁOCZENIA MOTORYZACYJNEGO

WYDAJNOŚĆ SIECI TRANSPORTOWYCHPOD PATRONATEM ZWIĄZKU MIAST POLSKICH

19-21 czerwca 2013 Poznań Rosnoacutewko

wwwsitk-poznanorg więcej poznansitkgmailcom

Zwracając szczegoacutelną uwagę na następujące zagadnieniabull logika interwencji w sieciach transportowych ndash założone cele działania

i rezultaty inwestycjibull oceny społeczne i ekonomiczne a miary jakości i wydajności sieci transpor-

towychbull planowanie tras oraz poprawa jakości i poziomu wykorzystania sieci drogo-

wych rowerowych i transportu publicznegobull skuteczność i efektywność nowoczesnych instrumentoacutew zarządzania ru-

chem w sieciach transportowych oraz ich wpływ na kształtowanie mobil-ności użytkownikoacutew

bull wykrywanie i likwidacja miejsc krytycznych w funkcjonowaniu sieci trans-portowych

bull uwarunkowania sieciowe w kształtowaniu obiektoacutew transportowychbull uwarunkowania lokalizacji obiektoacutew ruchotwoacuterczych bull efektywność i doświadczenia z aplikacji ITS ndash ocena ich wpływu na wydaj-

ność sieci i koszty eksploatacyjne także zdiagnozowanie niepowodzeńbull funkcjonowanie autostrad droacuteg ekspresowych i kolei w obszarach zurbani-

zowanych ndash ich potencjał i związek z zatłoczeniem motoryzacyjnymbull zroacutewnoważone wykorzystanie sieci w rozkładzie ruchu i w polityce podziału

zadań transportowych

Zagadnienia węzłowe Konferencjibull planowanie tras obiektoacutew i sieci transportowychbull plany zroacutewnoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowegobull efektywne zarządzanie ruchem w sieciach i punktach krytycznych bull inteligentne wspomaganie procesu rozkładu ruchu w sieciach i między

środkami transportubull logistyka miejskich obszaroacutew metropolitalnychbull transport publiczny w dobie recesji

W formie warsztatoacutew wstępnie przewidujemy dyskusję następujących za-gadnień bull osiąganie celoacutew w projektach ITSbull metodologia badań oraz metody i kryteria optymalizacji sieci transporto-

wychbull wyzwania dla polityki transportowej ndash aktualizacja Karty Poznańskiej

OrganizatorzyStowarzyszenie Inżynieroacutew i Technikoacutew Komunikacji ndash Oddział Poznań Poli-technika Poznańska Politechnika Krakowska

Komitet NaukowyHonorowy przewodniczący prof dr inż Wojciech Suchorzewski ndash Politechnika WarszawskaPrzewodniczący prof dr hab inż Andrzej Rudnicki ndash Politechnika KrakowskaSekretarz naukowy dr inż Andrzej Krych ndash Politechnika Poznańska

Sekretariatdr inż Mariusz Kaczmarek ndash Politechnika Poznańskadr inż Jeremi Rychlewski ndash Politechnika Poznańska dr inż Andrzej Szarata ndash Politechnika Krakowska dr Hubert Igliński ndash Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Członkowie prof dr hab Ryszard Krystek ndash Instytut Transportu Samochodowegodr hab inż Kazimierz Jamroz ndash Politechnika Gdańskadr hab inż Jan Kempa ndash profesor Uniwersytetu Techniczno-Przy- rodniczego dr hab inż Piotr Olszewski ndash profesor Politechniki Warszawskiejdr hab inżWiesław Starowicz ndash profesor Politechniki Krakowskiej dr hab inż Andrzej Zalewski ndash Politechnika Łoacutedzkadr hab inż Jacek Żak ndash profesor Politechniki Poznańskiejdr inż Tomasz Dybicz ndash Politechnika Warszawska dr inż Maciej Kruszyna ndash Politechnika Wrocławskadr inż Renata Żochowska ndash Politechnika Śląskamgr inż Jan Friedberg ndash niezależny ekspertmgr inż Jacek Thiem ndash Biuro Inżynierii Transportu PP Sp J

HarmonogramZgłoszenia referatoacutew ndash do 28022013Informacja o przyjęciu referatu i formie jego przygotowania ndash do 15032013Komunikat nr 2 (program ramowy Konferencji) ndash do 31032013Zgłoszenie uczestnictwa ndash do 30042013 Złożenie referatoacutew ndash do 15052013Zamknięcie procedury recenzowania ndash do 30052013Złożenie prezentacji przez autoroacutew zagranicznych ndash do 10062013Komunikat nr 3 (szczegoacutełowy program)

ZGŁOSZENIA UCZESTNICTWA PROSZĘ PRZESYŁAĆ DO BIURA KONFERENCJIMaria Hora-Kułakowska Łukasz Walteradres e-mail poznansitkgmailcomSITK RP Poznań ul Wieniawskiego 59 61-712 Poznańtelfax (48) 618-537-307 602 785 702 Opłata konferencyjna (uwzględniająca min materiały konferencyjne koszty wyżywienia koszt wycieczki technicznej pracę tłumaczy oraz koszty organi-zacyjne) wynosi bull bez noclegoacutew 98000 zł bull z jednym noclegiem 109000 zł bull z dwoma noclegami 120000 złRejestracji należy dokonać za pośrednictwem karty zgłoszenia uczestnictwa (dostępna na stronie internetowej)

ZGŁOSZENIA REFERATOacuteWStreszczenie projektu referatu z wyszczegoacutelnieniem tytułu wspoacutełautoroacutew i ad-resu kontaktowego należy przekazać do 28 lutego 2013 r na adresAndrzej Krych adres e-mail akrychbit-poznancompl tel kom + 48 601 77 33 61