Nowa klasyfikacja gruntów wg normy PN-EN ISO.pdf
(
1365 KB
)
Pobierz
geo11_2.indb
geotechnika
Nowa klasyfikacja gruntów
przesłał do ankietyzacji projekt dwuczęścio-
wej normy, dotyczącej oznaczania i klasyfi-
kowania gruntów. Część 1 normy, obejmująca procedu-
ry makroskopowego opisu gruntu została przyjęta jako
norma międzynarodowa przez CEN (Comite Europeen
de Normalisation) w 2002 r., a część 2, zawierająca za-
sady klasyfikacji gruntów, została akceptowana w 2004 r.
Obie części zostały opracowane przez Komitet Technicz-
ny ISO/TC 182 „Geotechnika” (Geotechnics) we współ-
pracy z Komitetem Technicznym CEN/TC 341 „Badanie
i Rozpoznanie Geotechniczne” (Geotechnical Investigation
and Testing), którego sekretariat jest prowadzony przez
DIN. Normy opracowano w trzech oficjalnych wersjach
językowych: angielskiej, francuskiej i niemieckiej. Wersja
w każdym innym języku, tłumaczona na odpowiedzialność
danego członka CEN i notyfikowana w Centrum Zarządza-
nia CEN, ma ten sam status, co wersje oficjalne.
Przedstawione do ankietyzacji dwie części normy są
tłumaczeniem – bez jakichkolwiek zmian – angielskich
wersji norm europejskich EN ISO 14688-1:2002 i EN ISO
14688-2:2004, będących kopiami norm międzynarodowych
ISO-14688-1:2004 i ISO 14688-2:2004. Wymienione normy
wraz z opracowywaną normą EN ISO 14689-1 (oznaczanie
i opis skał) zastąpią normę PN-86/B-02480. Norma 14688-2
zawiera krajowy załącznik informacyjny NB, w którym po-
dano nazwy polskich gruntów w zależności od ustalonych
symboli klasyfikacji gruntów oraz szczegółowe zasady opi-
su próbek gruntów zgodnie z podaną klasyfikacją (cytat
z przedmowy krajowej w normie PN-EN ISO 14688-2).
Wymienione normy europejskie powinny uzyskać status
normy krajowej przez opublikowanie identycznego tekstu
lub uznanie najpóźniej do lutego 2003 r. (część 1) i naj-
później do stycznia 2005 r. (część 2). Wymienione normy
wraz z załącznikiem krajowym zostały opracowane przez
Komitet Techniczny ds. Geotechniki, ale dotychczas nie
zostały zatwierdzone przez Prezesa Polskiego Komitetu
Normalizacyjnego.
Zgodnie z przepisami wewnętrznymi CEN/CENELEC do
wprowadzenia niniejszej normy europejskiej są zobowiąza-
ne krajowe jednostki normalizacyjne następujących państw:
Austrii, Belgii, Danii, Finlandii, Francji, Grecji, Hiszpanii,
Holandii, Irlandii, Islandii, Luksemburga, Malty, Niemiec,
Norwegii, Portugalii, Republiki Czeskiej, Szwajcarii, Włoch
i Zjednoczonego Królestwa. (Polska nie jest wymieniona?)
W niniejszym artykule przedstawione zostaną zasady opisu
gruntu według wyżej wymienionych norm i zestawione będą
różnice w klasyfikacji gruntu zgodnie z normą PN-86/B-02480
i według norm EN ISO 14688 cz. 1 i 2, zwanych dalej w skrócie
PN i ISO.
Ponadto przedstawione zostanie porównanie gruntów z kla-
syfikacji ISO z nazwami gruntów z klasyfikacji PN oraz uwagi
krytyczne do klasyfikacji ISO.
RÓŻNICE W KLASYFIKACJI GRUNTÓW WEDŁUG
PN I ISO
Różnice w klasyfikacji gruntów według PN i ISO zestawione
zostały w tab. 1. W trzeciej kolumnie podano stronę w normie
ISO, na której występuje określona zmiana w stosunku do nor-
my PN. W kolumnie 1 jest zapis danej informacji według normy
PN, a w kolumnie 2 odpowiednik tej samej lub podobnej infor-
macji w normie ISO.
Zasadniczą zmianą w podejściu do opisu gruntu według ISO jest
przypisanie większego znaczenia makroskopowemu rozpoznaniu
gruntów niż miało to miejsce w PN. Według ISO inne są próby
makroskopowe do określenia rodzaju gruntu spoistego, prostszy
jest sposób określenia stanu gruntu; tylko na podstawie odkształ-
calności gruntu. Nie ma potrzeby wykonywania pracochłonnego
wałeczkowania gruntu – próba wałeczkowania stosowana jest tyl-
ko do oznaczenia granicy plastyczności i granicy spoistości.
Trudną zmianą jest zasada określenia rodzaju gruntu; w anali-
zie makroskopowej ta zmiana nie jest tak kłopotliwa, natomiast
określenie rodzaju gruntu w oparciu o zawartość frakcji jest dość
złożone, gdyż nie ma tabeli z zawartościami frakcji, odpowia-
dającymi danemu rodzajowi gruntu. Określenie rodzaju grun-
tu dokonuje się w drodze graficznej interpretacji na trójkącie
(zwanym tutaj trójkątem ISO) i ściśle z nim związanym diagra-
mie. Norma PN wyróżniała łącznie 20 gruntów gruboziarnistych
i drobnoziarnistych, a w normie ISO gruntów z obu grup jest 32.
Ponadto są zmiany mniejszej wagi, takie jak: nieco inne granice
frakcji klasyfikacyjnych gruntu, piaski zaliczono do gruntów gru-
boziarnistych, wprowadzono dodatkowy stan gruntu niespoiste-
go – bardzo luźny, stan płynny gruntu spoistego określa się już
od I
L
>0,75, nie ma wyróżnionych stanów uwilgotnienia gruntów
według stopnia wilgotności.
DIAGRAMY BLOKOWE KLASYFIKACJI GRUNTÓW
W obu normach przedstawiono system krokowego docho-
dzenia do określenia rodzaju gruntu w formie schematu bloko-
wego. Na rys. 1 przedstawiono schemat blokowy w normie PN
z naniesionymi zmianami według normy ISO, a na rys. 2 sche-
mat blokowy w normie ISO. Na rys.3 wyszczególniono fragment
ogólnego schematu blokowego normy ISO, dotyczący grun-
tów najczęściej występujących w zadaniach geotechnicznych,
tj. gruntów gruboziarnistych i gruntów drobnoziarnistych.
OKREŚLENIE RODZAJU GRUNTU
Frakcje klasyfikacyjne gruntu według PN i ISO
Porównanie frakcji według PN i ISO przedstawiono w tab. 2
i na rys. 4. Frakcje: iłowa, pyłowa, piaskowa, żwirowa w zasa-
dzie pozostają niemal zgodne z frakcjami według PN; zmieniły
się jedynie granica frakcji pyłowej z iłową z 0,05 mm na 0,063
mm i granica frakcji żwirowej z kamienistą z 40 mm na 63 mm.
Wprowadzono ponadto trzy podfrakcje w obrębie każdej frakcji.
Wartość średnic na granicy poszczególnych frakcji i podfrakcji
ma zawsze te same cyfry znaczące: 2 lub 6,3. Frakcja kamieni-
sta według PN nie ma swojego odpowiednika w nazwie frakcji
44 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele
04/2006 (11)
geotechnika
według normy PN-EN ISO
W
roku 2005 Polski Komitet Normalizacyjny
geotechnika
Rys.1 Schemat blokowy klasyfikacji gruntów w/g PN
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele
04/2006 (11)
45
geotechnika
geotechnika
Tab. 1. Różnice w klasyfikacji gruntów według PN-86/B-02480 i PN-EN ISO 14688
PN-86/B-02480
PN-EN ISO 14688
Strona
w normie ISO
Granice frakcji klasyfikacyjnych
f
ż
= 2
÷
40 mm
f
p
= 0,05
÷
2 mm
f
π
= 0,002
Gr = 2
÷
63 mm
Sa = 0,063
÷
2 mm
Si = 0,002
Cz. 1 str. 5
0,05 mm
f
i
< 0,002 mm
÷
0,063 mm
Cl < 0,002 mm
÷
Są grunty nasypowe
Nie ma gruntów wulkanicznych
Są grunty skaliste
Nie ma gruntów nasypowych
Są grunty wulkaniczne
Nie ma gruntów skalistych (są w normie EN ISO 14689-1)
Cz. 1 str. 6
Piaski są w grupie gruntów drobnoziarnistych
Podział gruntów w/g stopnia wilgotności
Jest podział w/g aktywności koloidalnej
Piaski są w grupie gruntów gruboziarnistych
Nie ma
Nie ma
Nazwy gruntów
System określenia nazwy gruntu
Określenie rodzaju gruntu na podstawie zawartości frakcji
Kryteria zawartości frakcji w poszczególnych gruntach
podane są w tabeli lub na trójkącie Fereta.
Rodzaj gruntu określa się graficznie na podstawie konstrukcji zło-
żonej z trójkąta i diagramu.
Makroskopowe określanie rodzaju gruntu
Zawartość frakcji gruboziarnistych (żwir, piasek) okre-
śla się wizualnie.
Zawartość frakcji piaszczystej w gruncie drobnoziarni-
stym określa się przez rozcieranie gruntu w wodzie.
Zawartość frakcji iłowej szacuje się pośrednio na pod-
stawie spoistości określanej w próbie wałeczkowania.
Frakcja główna
(tj. frakcja, która dominuje w danym gruncie)
– określa właściwości inżynierskie gruntu.
Frakcje: drugorzędna i kolejne
nie określają właściwości inży-
nierskich gruntu, lecz mają na nie wpływ.
W gruncie frakcję główną stanowi żwir lub piasek, jeśli wzrokowo
ocenia się przewagę danej frakcji w masie gruntu.
W gruncie frakcję główną stanowi pył lub ił, jeśli wytrzymałość
gruntu w stanie suchym jest większa niż „mała” (według rozdz. 5.6
cz.1), bądź spoistość gruntu wilgotnego jest większa niż „mała”
(według rozdz. 5.8, cz. 1).
Ustalenie, czy frakcją dominującą jest pył czy ił, następuje w wyni-
ku przeprowadzenia prób na wytrzymałość (rozdz. 5.6, cz. 1), spo-
istość (rozdz. 5.8, cz. 1), wstrząsanie (rozdz. 5.7, cz. 1) i rozcieranie
(rozdz. 5.9, cz. 1).
Cz.1 str. 7
Zmiana terminów
Cz. 1 str. 8
Spoistość
Plastyczność
To r f
Namuł
Grunt próchniczny
Gytia
To r f
-
Humus
Gytia
Cz. 1 str. 9
Nie ma terminów określających kształt ziaren
Jest 11 terminów określających kształt ziaren
Cz. 1 str. 10
Określanie barwy gruntu
Jest zasada podania kolejności odcienia
i barwy dominującej.
Brak zasady określania barwy; jest zalecenie stosowania wzorco-
wej skali barw, ale nie ma tej skali w normie.
Cz. 1 str. 11
Nie ma podziału gruntu według wytrzymałości na
ścinanie.
Wyróżnia 3 klasy wytrzymałości na ścinanie gruntu.
Cz. 1 str. 11
Zasada określenia – makroskopowo – rodzaju gruntu spoistego
Próba rozcierania gruntu w wodzie – zawartość piasku.
Próba wałeczkowania – spoistość i pośrednio zawar-
tość frakcji iłowej.
4 próby dla określenia frakcji głównej: pył czy ił,
tj. próba wytrzymałości, próba wstrząsania gruntu wilgotnego,
próba plastyczności (spoistości), próba na zawartość piasku, pyłu
i iłu.
Makroskopowe określenie zawartości
CaCO
3
Cz. 1 str. 12
20% roztwór HCl
10% roztwór HCl
>
5% burzy się intensywnie i długo
3
÷
5% burzy się intensywnie i krótko
1
÷
3% burzy się słabo
< 1% nie burzy się
++ pieni się intensywnie
Cz. 1 str. 11 i 12
+ pieni się lekko
0 nie pieni się
46 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele
04/2006 (11)
geotechnika
geotechnika
geotechnika
Makroskopowe określenie stanu gruntu
Próba wałeczkowania – liczba wałeczkowań do poja-
wienia się spękań wałeczka.
Według stopnia odkształcalności.
Cz. 1 str. 13
Zmiana nazw stanów gruntu
Półzwarty
Zwarty
Zwarty
Bardzo zwarty
Wskaźnik różnoziarnistości
C
u
C
u
≥
5 grunt niejednorodnie uziarniony
C
u
>
15 grunt wielofrakcyjny
C
u
=
6
÷
15 grunt kilkufrakcyjny
C
u
<
6 grunt jednofrakcyjny
Cz. 2 str. 8
C
u
≤
5 grunt jednorodnie uziarniony
Spoistość.
Podział według
I
p
[
%
]
:
Plastyczność.
Brak liczbowego kryterium podziału. Podział tylko na podstawie
prób makroskopowych.
niespoiste
≤
1
mało spoiste 1
÷
10
średnio spoiste 10
÷
20
spoiste zwięzłe 20
÷
30
bardzo spoiste
>
30
nieplastyczny
mało plastyczny
średnio plastyczny
bardzo plastyczny
Cz. 2 str. 8
Podział gruntów według zawartości części organicznych
I
OM
[
%
]
5 gytie, namuły
>
30 torfy
20 organiczny
>
20 wysoko organiczny
Stany zagęszczenia gruntów niespoistych; podział według
I
D
2
÷
6 nisko organiczny
6
Cz. 2 str. 9
0
÷
15% bardzo luźne
15
÷
35% luźne
35
÷
65% średnio zagęszczone
65
÷
85% zagęszczone
85
÷
100% bardzo zagęszczone
Podział gruntów drobnoziarnistych (pyłów i iłów) według wytrzymałości bez odpływu
c
u
<
0,33 luźny
0,33
÷
0,67 średnio zagęszczony
0,67
÷
0,80 zagęszczony
>
0,80 bardzo zagęszczony
Cz. 2 str. 9
Nie ma
Wyróżnia 7 klas gruntów:
od
c
u
<
10kPa do
c
u
>
300kPa
Cz. 2 str. 9
Stany gruntów spoistych,
podział według
I
L
:
płynny
>
1,00
miękkoplastyczny 0,51
÷
1,00
plastyczny 0,26
÷
0,50
twardoplastyczny 0,00
÷
0,25
półzwarty
I
L
<
0 w
s
<
w
n
<
w
P
zwarty
I
L
<
0 w
n
<
w
s
Konsystencje gruntów drobnoziarnistych (pyłów i iłów),
podział według
I
L
lub
I
C
płynna
>
0,75
<
0,25
miękkoplastyczna 0,50
÷
0,75
0,25
÷
0,50
plastyczna 0,25
÷
0,50 0,50
÷
0,75
twardoplastyczna 0,00
÷
0,25 0,75
÷
1,00
zwarta
<
0
>
1,01
bardzo zwarta
<
0
>
1,01
Cz. 2 str. 10
Jest podział gruntów według
S
r
:
Norma stwierdza, że można stosować dalsze podziały w/g
ρ
d
,
aktywności koloidalnej, składu mineralnego, stopnia wilgotności
S
r
,
przepuszczalności, wskaźnika ściśliwości
C
c
,
wskaźnika pęcznie-
nia,
CaCO
3
; nie ma kryteriów podziału.
suchy
S
r
= 0
mało wilgotny 0,01
÷
0,40
wilgotny 0,41
÷
0,80
nawodniony 0,81
÷
1,00
Cz. 2 str. 11
Rodzaje gruntów
I
π
, I, I
p
,
G
π
z, G
z
, G
pz
,
G
π
, G, G
p
,
π
,
π
p
, P
g
,
P
π
, P
d
, P
s
, P
r
,
P
o
, P
og
, Ż, Ż
g
.
Cl, siCl, clSi, Si,
saCl, sasiCl, saclSi, saSi
clSa, siSa, Sa
grCl, grsiCl,
grclSi, grSi
sagrCl, sagrSi, grsaCl, grsaSi,
sagrclS, sagrsiS, grsaclS, grsasiS,
clGr, siGr, saclGr, sasiGr, grclSa,
grsiSa, Gr, saGr, grSa
∑
= 32
Cz. 2 str. 14
∑
= 20
KW, KW
g
R, R
g
O
Określenie rodzaju gruntu według zawartości frakcji
(tabela) lub według trójkąta Fereta
Te grunty będą ujęte w normie ISO
(Oznaczenie i opis skał,
EN ISO 14689-1).
Określenie rodzaju gruntu według zawartości frakcji tylko według
trójkąta i diagramu ISO
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele
04/2006 (11)
47
>
2 namuły
>
÷
geotechnika
Czy grunt zosta osadzony
w wyniku procesów
naturalnych?
GRUNTY NATURALNE
Czy grunt zawiera
substancje organiczne i ma
organiczny zapach?
NIE
Czy grunt ma
ma gsto?
NIE
Usun gazy i kamienie (> 63 mmm)
TAK NIE
Czy wa one
wicej ni pozostay
grunt?
Czy grunt zlepia si
gdy jest mokry?
NIE TAK
GRUNT BARDZO GRUBOZIARNISTY
GRUNT GRUBOZIARNISTY
GRUNT DROBNOZIARNISTY
GRUNT WULKANICZNY
GRUNT ORGANICZNY
GRUNT ANTROPOGENICZNY
Czy wikszo
okruchów jest > 200 mm?
Czy wikszo
okruchów jest > 2 mm?
Czy grunt wykazuje
nisk plastyczno, dylantacj,
jedwabisto w dotyku, rozpada si w
wodzie i szybko wysycha?
Czy grunt zawiera
materiay naturalne?
TAK NIE
TAK NIE
TAK NIE
TAK NIE
GAZY
KAMIENIE
WIR
PIASEK
PY
I
Opisa proporcje, cechy
i rodzaj skadników
Opis jak dla gruntów
naturalnych
Opisa frakcj drugorzdn
Opisa wymiar ziaren
Opisa ksztat ziaren
Opisa struktur
Opisa barw
Opisa gsto
Doda inne informacje i opisa domieszki
Doda genez
Opisa frakcj drugorzdn
Opisa wymiar ziaren
Opisa ksztat ziaren
Opisa struktur
Opisa barw
Opisa gsto
Usun gazy i kamienie
Doda inne informacje i opisa domieszki
Doda genez
Opisa frakcj drugorzdn
Opisa plastyczno
Opisa zawarto czci organicznych
Opisa struktur
Opisa barw
Opisa konsystencj
Usun gazy i kamienie
Doda inne informacje i opisa domieszki
Doda genez
Opisa drugorzdn frakcj mineraln
Opisa plastyczno
Opisa struktur
Opisa barw
Opisa konsystencj
Doda inne informacje i opisa domieszki
Doda genez
Odróni nasyp kontrolowany od
niekontrolowanego
Rys. 2. Schemat blokowy klasyfikacji gruntów według ISO
według ISO; w normie ISO zachowała się tylko nazwa podfrak-
cji – gruntów bardzo gruboziarnistych – kamienista. Decydujące
o rozróżnieniu piasków podfrakcje według PN zmieniły nie-
znacznie swoje granice według ISO; tam, gdzie cyfrą znaczącą
na granicy podfrakcji była cyfra 5 zmieniła się ona na 6,3, a cyfra
znacząca 2,5 zmieniła się na 2.
Odczuwa się brak ogólnej, jednowyrazowej nazwy obejmują-
cej frakcje: kamienie, głazy, duże głazy.
MAKROSKOPOWE OKREŚLENIE RODZAJU
GRUNTU
Rozpoznanie gruntu niespoistego
W normie ISO nie eksponuje się podziału na grunty spo-
iste i niespoiste. Do gruntów niespoistych w rozumieniu PN,
według ISO zalicza się grunty gruboziarniste (żwiry i piaski)
i grunty bardzo gruboziarniste (kamienie, głazy i duże głazy).
Żwiry i piaski dzielą się na grube, średnie i drobne. O nazwie
gruntu decyduje frakcja główna, tj. frakcja o przeważającej
masie. Frakcją główną może być żwir, jeśli w badanym grun-
cie przeważają w nim ziarna w przedziale średnic od 2 mm
do 63 mm lub może nią być np. żwir średni, jeśli dominują
w nim ziarna w przedziale średnic od 6,3 mm do 20 mm.
Frakcję drugorzędną i ewentualnie kolejne podaje się
w nazwie gruntu wówczas, gdy uznajemy, że mogą one mieć
wpływ na właściwości inżynierskie gruntu. Frakcje drugo-
rzędne są umieszczane w nazwie gruntu w drugiej kolejności
ze spójnikiem „z” lub wyrazem „domieszka”. W oznaczeniach
literowych nazwy gruntu - odwrotnie, frakcje drugorzęd-
ne umieszcza się na początku, stosując małe litery, a frakcję
główną umieszcza się na końcu używając dużych liter. Poniżej
przedstawiono kilka przykładów nazw gruntu: żwir piaszczy-
sty (saGr), żwir drobny z piaskiem grubym (csaFGr), piasek
gruby ze żwirem drobnym (fgrCSa), żwir z piaskiem średnim
i domieszką pyłu (simsaGr). Jeśli w gruncie występują dwie
frakcje w przybliżeniu w równych proporcjach, pomiędzy
odnośnymi nazwami umieszcza się ukośnik, np. żwir/piasek
Gr/Sa lub piasek drobny/piasek średni (FSa/MSa).
Rodzaj gruntu
O nazwie gruntu decyduje frakcja główna, tj. frakcja o prze-
ważającej masie w danym gruncie. Zapisuje się ją rzeczowni-
kiem na początku nazwy gruntu. Większość gruntów składa
się z frakcji głównej i frakcji drugorzędnych. Frakcję drugo-
rzędną i ewentualnie kolejne wymienia się wtedy, gdy uzna-
jemy, że mogą one mieć wpływ na właściwości inżynierskie
gruntu i wówczas zapisuje się ją przymiotnikowo za frakcją
główną np. żwir piaszczysty (saGr), ił pylasty (siCl) lub ze
spójnikiem „z” np. piasek z drobnym żwirem (fgrSa), żwir
drobny z piaskiem ( saFGr) lub z wyrazem „domieszka”, np.
pył z piaskiem grubym z domieszką żwiru drobnego (fgrc-
saSi). Jak można zauważyć powyżej, w oznaczeniach litero-
wych stosuje się odwrotną kolejność wymieniania frakcji: na
początku podaje się frakcje drugorzędne w kolejności ważno-
ści (od mniej do bardziej ważnej), zapisywane małymi litera-
mi, a na końcu frakcję główną, zapisywaną dużymi literami.
Grunty stanowiące przewarstwienia wymienia się za frakcją
główną; w oznaczeniach literowych grunt przewarstwienia
podaje się za frakcją główną, małymi literami podkreślonymi:
np. ił pylasty przewarstwiony piaskiem (siClsa). Jeśli grube
frakcje drugorzędne występują w wyjątkowo małej lub dużej
ilości, określenia mało („slightly”) lub dużo („very”), powin-
ny poprzedzać termin kwalifikujący. W normie nie podano
symbolu dla tych oznaczeń ani przykładu opisowego gruntu
z dużą lub małą zawartością frakcji drugorzędnej.
Rozpoznanie gruntu spoistego
Jak powiedziano wyżej w normie ISO nie eksponuje się termi-
nu grunty spoiste. Słowo „spoiste” zostało zastąpione słowem „pla-
styczne”. Do gruntów spoistych w rozumieniu normy PN zalicza się
według normy ISO grunty drobnoziarniste, to znaczy pyły i iły.
Określenie nazwy gruntu drobnoziarnistego, tj. stwierdzenie
48 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele
04/2006 (11)
geotechnika
Plik z chomika:
s15783
Inne pliki z tego folderu:
Nowa klasyfikacja gruntów wg normy PN-EN ISO.pdf
(1365 KB)
Klasyfikacja gruntów.pdf
(134 KB)
Inne foldery tego chomika:
a) algorytmy i przykłady obliczeń
c) artykuły
d) projekty
f) podstawy mechaniki gruntów
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin