Badania geotechniczne gruntu

Badania geotechniczne gruntu to badania prowadzone w celu precyzyjnego rozpoznania podłoża budowlanego niezbędnego do ustalenia najkorzystniejszych warunków dla bezpiecznego posadowienia i użytkowania obiektu budowlanego.

Zobacz naszą nowoczesną Mapę Geoportal360

Dokumentacja określająca geotechniczne warunki posadowienia obiektów budowlanych stanowi jeden z załączników Projektu budowlanego (Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane).

Formy opracowania geotechnicznych warunków posadowienia obiektu budowlanego

Geotechniczne warunki posadowienia obiektu budowlanego przedstawia się w formie:

• opinii geotechnicznej,
• dokumentacji badań podłoża gruntowego,
• projektu geotechnicznego.

O formie opracowania i przedstawienia geotechnicznych warunków posadowienia obiektu budowlanego decyduje kategoria geotechniczna obiektu, która z kolei jest zależna od skomplikowania warunków gruntowych oraz konstrukcji obiektu.

Ustalanie geotechnicznych warunków budowy obiektu budowlanego polega na:

1. zaliczeniu obiektu budowlanego do odpowiedniej kategorii geotechnicznej;
2. zaprojektowaniu odwodnień budowlanych;
3. przygotowaniu oceny przydatności gruntów stosowanych w budowlach ziemnych;
4. zaprojektowaniu barier lub ekranów uszczelniających;
5. określeniu nośności, przemieszczeń i ogólnej stateczności podłoża gruntowego;
6. ustaleniu wzajemnego oddziaływania obiektu budowlanego i podłoża gruntowego w różnych fazach budowy i eksploatacji, a także wzajemnego oddziaływania obiektu budowlanego z obiektami sąsiadującymi;
7. ocenie stateczności zboczy, skarp wykopów i nasypów;
8. wyborze metody wzmacniania podłoża gruntowego i stabilizacji zboczy, skarp wykopów i nasypów;
9. ocenie wzajemnego oddziaływania wód gruntowych i obiektu budowlanego;
10. ocenie stopnia zanieczyszczenia podłoża gruntowego i doboru metody oczyszczania gruntów.

Kategorie geotechniczne obiektów budowlanych

Kategoria geotechniczna warunków posadowienia obiektu jest ustalana przez projektanta danego obiektu. Rozróżnia się trzy kategorie geotechniczne obiektów budowlanych.

Pierwsza kategoria geotechniczna, obejmuje posadawianie niewielkich obiektów budowlanych, o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym w prostych warunkach gruntowych, gdzie istnieje możliwość zapewnienia minimalnych wymagań na podstawie doświadczeń i jakościowych badań geotechnicznych, takich jak:

• 1- lub 2-kondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze,
• ściany oporowe i rozparcia wykopów, jeżeli różnica poziomów nie przekracza 2,0 m,
• wykopy do głębokości 1,2 m i nasypy budowlane do wysokości 3,0 m wykonywane w szczególności przy budowie dróg, pracach drenażowych oraz układaniu rurociągów.

Proste warunki gruntowe charakteryzują się brakiem zagrożenia wodami gruntowymi oraz tym, że grunt jest nośny, a jego poszczególne warstwy są ułożone równolegle do powierzchni terenu.

Druga kategoria geotechniczna obejmuje obiekty budowlane posadawiane w prostych i złożonych warunkach gruntowych, wymagające ilościowej i jakościowej oceny danych geotechnicznych i ich analizy. Do obiektów drugiej kategorii geotechnicznej zaliczane są:

• fundamenty bezpośrednie lub głębokie,
• ściany oporowe lub inne konstrukcje oporowe, utrzymujące grunt lub wodę,
• wykopy, nasypy budowlane oraz inne budowle ziemne,
• przyczółki i filary mostowe oraz nabrzeża,
• kotwy gruntowe i inne systemy kotwiące.

Trzecia kategoria geotechniczna obejmuje:

• obiekty budowlane posadawiane w skomplikowanych warunkach gruntowych,
• nietypowe obiekty budowlane niezależnie od stopnia skomplikowania warunków gruntowych, których wykonanie lub użytkowanie może stwarzać poważne zagrożenie dla użytkowników, takie jak: obiekty energetyki, rafinerie, zakłady chemiczne, zapory wodne i inne budowle hydrotechniczne o wysokości piętrzenia powyżej 5,0 m, budowle stoczniowe, wyspy morskie i platformy wiertnicze oraz inne skomplikowane budowle morskie, lub których projekty budowlane zawierają nieznajdujące podstaw w  przepisach nowe niesprawdzone w  krajowej praktyce rozwiązania techniczne,
• obiekty budowlane zaliczane do inwestycji mogących zawsze znacząco oddziaływać na środowisko, określone w rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko (Dz. U. Nr 213, poz. 1397),
• budynki wysokościowe projektowane w istniejącej zabudowie miejskiej,
• obiekty wysokie, których głębokość posadawiania bezpośredniego przekracza 5,0 m lub które zawierają więcej niż jedną kondygnację zagłębioną w gruncie,  
• tunele w twardych i niespękanych skałach, w warunkach niewymagających specjalnej szczelności,
• obiekty infrastruktury krytycznej,
• obiekty zabytkowe i monumentalne.

Do złożonych warunków gruntowych (trudnych i skomplikowanych) zalicza się grunty z wysokim poziomem wód gruntowych, grunty pochodzenia organicznego oraz grunty, na których mogą wystąpić zawieszone oczka wodne. Najtrudniejsze są grunty, na których mogą wystąpić osuwiska bądź zjawiska krasowe, czyli rozpuszczanie skał wapiennych przez wody powierzchniowe i podziemne. Do gruntów skomplikowanych zalicza się także grunty położone na terenach objętych szkodami przemysłowymi oraz grunty z kurzawką.

Kto określa kategorię geotechniczną obiektu?

Kategorię geotechniczną całego obiektu budowlanego lub jego poszczególnych części określa projektant obiektu budowlanego na podstawie badań geotechnicznych gruntu, których zakres uzgadnia z wykonawcą specjalistycznych robót geotechnicznych.

Po stwierdzeniu innych od przyjętych w badaniach warunków geotechnicznych gruntu, projektant obiektu budowlanego może zmienić ustaloną kategorię geotechniczną.

W jakim celu wykonuje się badania geotechniczne gruntu?

Badania geotechniczne gruntu wykonuje się w celu precyzyjnego rozpoznania podłoża budowlanego niezbędnego do ustalenia najkorzystniejszych warunków dla bezpiecznego posadowienia i użytkowania obiektu budowlanego.

Brak rozpoznania gruntu, jak również niewłaściwa interpretacja przeprowadzonych badań gruntu, może prowadzić do komplikacji w trakcie budowy obiektu, a nierzadko do katastrofy budowlanej.

Przed rozpoczęciem budowy domu (bądź innej budowy) projektant powinien przede wszystkim poznać podstawowe parametry określające rodzaj gruntu w obszarze działki, na której ma zostać posadowiony budynek. Do istotnych elementów mających wpływ na budowę oraz przyszłe użytkowanie budynku należą:

• położenie budynku,
• poziom wód gruntowych,
• rodzaj gruntu.

Położenie budynku, obiektu budowlanego w obszarze działki posiada istotne znaczenie podczas budowy obiektu, jak i w trakcie jego przyszłego użytkowania. Zarówno budynek zlokalizowany w obniżeniu terenu działki, jak i ten posadowiony na wzgórzu, może być narażony na działania warunków atmosferycznych takich jak np. wody opadowe, które nie zawsze spływają tam, gdzie byśmy tego sobie życzyli. Okazuje się, że osoby, które pobudowały się na wzgórzu, jak i te, które posadowiły swoje domy na terenach obniżonych w przypadku znacznych opadów deszczu nie mogą czuć się bezpieczne. Intensywne opady mogą bowiem spowodować nie tylko podtopienia, ale również osuwanie się gruntu, w wyniku którego budynki zaczynają się osuwać, a w konsekwencji rozpadać.

Aby uniknąć tego typu dramatów warto ponieść dodatkowe koszty i ustalić, jaki wpływ na glebę oraz pośrednio na budynek będą miały intensywne opady oraz w jaki sposób zaprojektować obiekt budowlany, aby wyeliminować ewentualne zdarzenia.

Istotnym parametrem mającym wpływ na koszty budowy domu oraz na przyszłe bezpieczeństwo jego mieszkańców jest poziom wód gruntowych.

Okazuje się, że określenie poziomu wód gruntowych w obszarze posadowienia budynku ma szczególne znaczenie w przypadku budowy domu podpiwniczonego. Wysoki poziom wód gruntowych może znacznie podnieść koszty izolacji budynku, a tym samym koszty całej inwestycji. Należy również mieć na uwadze to, że grunty z wysokim poziomem wód gruntowych charakteryzują się mniejszą nośnością od gruntów zwartych i bardziej przepuszczalnych.

Trzecim, bardzo istotnym elementem mającym wpływ na koszty oraz bezpieczeństwo, jest rodzaj gruntu, na którym będzie posadowiony budynek.

Najmniejszą nośność mają grunty o glebach pochodzenia organicznego oraz grunty o glebach miękko gliniastych i miękko piaszczystych. Budowa domu na tego typu glebach nie jest niemożliwa, należy jednak liczyć się z tym, że koszty budowy domu na takich gruntach będą wyższe.

Z praktyki wiadomo, że budowa domu na gruncie pochodzenia organicznego powinna być poprzedzona badaniami geotechnicznymi. Dobrze przeprowadzone badania geotechniczne oraz wnioski z nich wypływające mogą wskazać ścieżkę postępowania przy projektowaniu budynku na tego typu gruntach.

Przeczytaj: Poziom wód gruntowych na działce – co oznacza i jak go sprawdzić?

Czy badania geotechniczne gruntu są konieczne?

Zgodnie z ustawą z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane, geotechniczne warunki posadowienia obiektów budowlanych sporządza się w zależności od potrzeb. Nie ma więc obligatoryjnego nakazu do ich sporządzania.

Szczególnie, jeżeli chodzi o domy jednorodzinne, które zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych są zaliczane do pierwszej kategorii geotechnicznej. W myśl w/w rozporządzenia budowa domów jednorodzinnych nie wymaga wykonania dokładnych badań gruntu, jedynie opinii geotechnicznej.

W niektórych przypadkach konieczność wykonania badań geotechnicznych wynika wprost z ustaleń miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego (np. grunty objęte szkodami górniczymi).

Wymagania w zakresie wykonania badań geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych dotyczą w szczególności budynków podpiwniczonych.

W jaki sposób odbywa się badanie gruntu?

Geotechniczne warunki posadowienia obiektu budowlanego ustala się w szczególności w oparciu o bieżące wyniki badań geotechnicznych gruntu, analizę danych archiwalnych, w tym analizę i ocenę dokumentacji geotechnicznej, geologiczno-inżynierskiej i hydrogeologicznej, obserwacji geodezyjnych zachowania się obiektów sąsiednich oraz innych danych dotyczących podłoża badanego terenu i jego otoczenia.

Zakres badań geotechnicznych gruntu ustala się w zależności od kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego.

Dla obiektów budowlanych pierwszej kategorii geotechnicznej, do której zalicza się m. in. 1- lub 2-kondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze, zakres badań geotechnicznych może być ograniczony do wierceń i sondowań, pobierania próbek gruntu oraz określenia rodzaju gruntu na podstawie analizy makroskopowej.

Dla obiektów budowlanych drugiej i trzeciej kategorii geotechnicznej, zakres badań powinien być zależny od przewidywanego stopnia skomplikowania warunków gruntowych oraz specyfiki i charakteru obiektu budowlanego lub rodzaju planowanych robót geotechnicznych oraz określać:

1) rodzaj gruntów;
2) fizyczne i mechaniczne parametry gruntu takie jak: kąt tarcia wewnętrznego, spójność, wytrzymałość na ścinanie bez odpływu, moduł ściśliwości lub odkształcenia, uzyskane w badaniach laboratoryjnych lub w terenie, w szczególności za pomocą takich metod jak:

• sondowania statyczne i dynamiczne,
• badania presjometryczne i dylatometryczne,
• badania sondą krzyżakową,
• badania próbnych obciążeń gruntu.

3) w zależności od potrzeb fizykochemicznych – właściwość wód gruntowych.

Dla obiektów budowlanych trzeciej kategorii geotechnicznej zakres badań, poza badaniami określającymi fizyczne i mechaniczne parametry gruntu oraz fizykochemiczne właściwości wód gruntowych, należy dodatkowo uzupełnić badaniami niezbędnymi do przeprowadzenia obliczeń analitycznych i numerycznych dla przyjętego modelu geotechnicznego podłoża, w uzgodnieniu z wykonawcą specjalistycznych robót geotechnicznych.

Jakie informacje powinna zawierać opinia geotechniczna?

Opinię geotechniczną przygotowuje się w celu ustalenia przydatności gruntów na potrzeby budownictwa oraz wskazania kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego.

Opinię geotechniczną przygotowuje się dla obiektów zaliczonych do pierwszej, drugiej i trzeciej kategorii geotechnicznej.

Dla obiektów zaliczonych do drugiej i trzeciej kategorii geotechnicznej opracowuje się dodatkowo dokumentację badań podłoża gruntowego i projekt geotechniczny.

Opinia geotechniczna to dokument składający się z części opisowej oraz części graficznej. Cześć opisowa opinii geotechnicznej powinna określać lokalizację i morfologię terenu, charakterystykę środowiska gruntowo – wodnego, a przede wszystkim przedstawiać wyniki prac terenowych i laboratoryjnych wskazujących na:

• poziom wód gruntowych w obszarze badanym,
• opis poszczególnych warstw gruntów z podaną głębokością ich zalegania (miąższością) oraz zagęszczeniem, plastycznością, wilgotnością, gęstością i spójnością z podaniem wyników badań laboratoryjnych, w tym chemicznych prób wody.

W opinii geotechnicznej powinny być podane orientacyjne obliczenia nośności gruntu, przemieszczeń i ogólnej stateczności podłoża gruntowego oraz zalecenia wynikające z badań i interpretacji geologa.

Z treści opinii powinno wynikać, czy na czas posadowienia budynku będą konieczne działania mające na celu obniżenie poziomu wód gruntowych, wymiana gruntu w obszarze budowy bądź inne czynności niwelujące niesprzyjające warunki gruntowe.

W części graficznej opinii geotechnicznej na planie sytuacyjnym (w skali 1: 5000) przedstawia się punkty otworów badawczych oraz linie przekrojów geotechnicznych. Wykonawca części graficznej opinii do mapy sytuacyjnej dołącza:

• kartę otworów geotechnicznych – przedstawiającą opis litologiczny gruntu oraz poziom wód gruntowych,
• opis przekroju otworu geotechnicznego oraz w przypadku sondowania terenu kartę sondowania.

Dlaczego warto wykonać badania gruntu?

Budowa domu bądź innego obiektu budowlanego zawsze wiąże się z pewnym ryzykiem. Przeprowadzenie w obszarze działki budowlanej podstawowych badań geotechnicznych, pozwala nie tylko na zaprojektowanie budynku uwzględniającego wnioski przeprowadzonego badania, ale również na wskazanie materiałów odpowiednich do warunków hydrologicznych dla miejsca posadowienia budynku.

Projektant znając budowę fizykochemiczną gruntu, miąższość poszczególnych warstw gruntu oraz poziom wód gruntowych zaplanuje najbardziej odpowiedni i ekonomicznie znośny sposób posadowienia budynku. Właściwie wyciągnięte wnioski z przeprowadzonej ekspertyzy geotechnicznej gruntu pozwolą na ustalenie rodzaju fundamentów budynku, a w przypadkach bardziej skomplikowanych zastosowania innych metod stabilizacji budynku, takich jak np. zwiększenie przekroju ław bądź zastosowanie konstrukcji żelbetowej.

W przypadku gruntów o niskiej nośności (np. piaski) opinia geotechniczna może być podstawą do wymiany gruntu w miejscu posadowienia budynku bądź do wykonania fundamentów, które swoją głębokością dotrą do bardziej nośnej warstwy.

Ekspertyza geotechniczna w zakresie warunków wodnych pozwala na zastosowanie odpowiednich materiałów izolacyjnych budynku (fundamentów).

Niejednokrotnie, pomimo trudnych warunków gruntowych umiejętne zastosowanie wskazówek i wniosków ujętych w ekspertyzie geotechnicznej gruntu pozwala na posadowienie budynku w miejscu, które pomimo trudnych warunków gruntowych, daje gwarancję bezpiecznego zamieszkania.

Ile kosztują badania geotechniczne gruntu?

Koszty badań geotechnicznych gruntu różnią w zależności od tego, w jakim regionie kraju są wykonywane. Na koszt wykonania badania geotechnicznego ma wpływ rodzaj gruntu, na którym są wykonywane odwierty oraz ilość i głębokość koniecznych do wykonania odwiertów.

Orientacyjny koszt wykonania 1 odwiertu o głębokości 1 m wynosi od 100 zł do 160 zł.

W przypadku konieczności wykonania 4 odwiertów o głębokości 3 m koszt prac geologicznych – terenowych będzie wynosił:

(przy stawce 160 zł za 1 m głębokości odwiertu) 160 zł x 3 x 4 = 1 920 zł.).

Podstawa prawna:

1. Ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane
2. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych.

Zdjęcie: pixabay.com