Nasypy budowlane

Nasypy budowlane są jednymi z najczęściej wykonywanych i spotykanych obiektów budowlanych w inżynierii lądowej i wodnej. Podręcznik jest kompleksowym opracowaniem zagadnień dotyczących projektowania, budowy i kontroli nasypów wykonanych z gruntów naturalnych i antropogenicznych.
 
Treść podręcznika podzielono na trzynaście rozdziałów. We wstępie omówiono ogólną problematykę budowy nasypów ziemnych. W rozdziale drugim przedstawiono podstawową charakterystykę nasypów budowlanych. Rozdział trzeci omawia grunty budowlane oraz ich klasyfikację według norm PN-EN ISO 14688-1:2018, PN-EN ISO 14688-2:2018 oraz PN-B-02480:1986. Rozdział czwarty poświęcono zagadnieniu zagęszczalności gruntów, zarówno naturalnych, jak i antropogenicznych. W piątym rozdziale zawarto opis przydatności gruntów do wykonywania nasypów budowli komunikacyjnych, a w rozdziale szóstym – do budowy nasypów hydrotechnicznych. Metody wykonywania nasypów ogólnobudowlanych omówiono w rozdziale siódmym. Ósmy rozdział poświęcono opisowi metod wzmacniania i uszczelniania korpusów nasypów. W rozdziale dziewiątym przedstawiono charakterystykę geotechniczną słabego podłoża i omówiono metody posadawiania nasypów na podłożu słabonośnym, a w rozdziale dziesiątym umocnienia biologiczne i techniczne skarp nasypów stosowane w praktyce. Rozdział jedenasty poświęcony jest kontroli jakości zagęszczenia gruntu w nasypach budowlanych. W rozdziale dwunastym przedstawiono wymagania dotyczące zakresu rozpoznania podłoża na potrzeby realizacji nasypów, a w rozdziale trzynastym metody obliczeniowe oceny stateczności skarp nasypów.
 
Podręcznik „Nasypy budowlane” jest skierowany do studentów i absolwentów wydziałów budownictwa lądowego i wodnego oraz inżynierii środowiska uczelni wyższych oraz do inżynierów praktyków.

SPIS TREŚCI:

Przedmowa 10
1. WSTĘP 11

2. NASYPY BUDOWLANE ZIEMNE, PODZIAŁ I RODZAJE 12
2.1. Wiadomości wprowadzające 12
2.2. Komunikacyjne budowle ziemne 12
2.3. Hydrotechniczne budowle ziemne 14
2.3.1. Wprowadzenie 14
2.3.2. Zapory ziemne sypane i namywane 14
2.3.3. Wały przeciwpowodziowe 15
2.3.4. Obwałowania zbiorników wodnych i mokrych składowisk odpadów przemysłowych 17
2.4. Ekrany ziemne ochrony akustycznej 21
Literatura do rozdziału 2 22

3. GRUNTY BUDOWLANE I ICH KLASYFIKACJA 23
3.1. Pojęcia i definicje 23
3.2. Klasyfikacja gruntów według PN-EN ISO 14688:2018-05 25
3.2.1. Wprowadzenie 25
3.2.2. Rodzaje gruntów na podstawie uziarnienia 26
3.2.3. Klasyfikacja gruntów według zagęszczenia 29
3.2.4. Klasyfikacja gruntów według plastyczności, konsystencji, wrażliwości i wytrzymałości na ścinanie bez odpływu 30
3.2.5. Rodzaje gruntów i ich klasyfikacja ze względu na zawartość części organicznych 32
3.3. Klasyfikacja gruntów budowlanych według normy PN-B-02480:1986 32
3.3.1. Szczegółowy podział gruntów budowlanych 32
3.3.2. Podział gruntów nieskalistych mineralnych ze względu na uziarnienie 34
3.3.3. Klasyfikacja gruntów według zagęszczenia i konsystencji 36
3.4. Makroskopowe rozpoznawanie gruntów według PN-B-04481:1988 36
3.4.1. Wprowadzenie 36
3.4.2. Oznaczanie rodzaju i nazwy gruntów niespoistych 37
3.4.3. Oznaczanie rodzaju i nazwy gruntów spoistych 37
3.4.4. Oznaczanie stanu gruntów spoistych 39
3.4.5. Oznaczanie wilgotności 40
3.4.6. Oznaczanie barwy gruntu 41
3.4.7. Oznaczanie klasy zawartości węglanów 41
Literatura do rozdziału 3 41

4. ZAGĘSZCZANIE I ZAGĘSZCZALNOŚĆ GRUNTÓW 43
4.1. Zagęszczanie gruntów 43
4.2. Zagęszczalność gruntów mineralnych 44
4.2.1. Metody wyznaczania parametrów zagęszczalności 44
4.2.2. Laboratoryjne metody badań zagęszczalności gruntów 45
4.2.3. Badania polowe zagęszczalności gruntów mineralnych 54
4.2.4. Wyznaczanie parametrów zagęszczalności na podstawie innych parametrów geotechnicznych 63
4.3. Zagęszczalność gruntów antropogenicznych 65
4.3.1. Wstęp 65
4.3.2. Badania zagęszczalności odpadów powęglowych 65
4.3.3. Badania zagęszczalności odpadów hutniczych 69
4.3.4. Badania zagęszczalności odpadów budowlanych 71
4.3.5. Badania zagęszczalności odpadów paleniskowych 73
Literatura do rozdziału 4 79

5. PRZYDATNOŚĆ GRUNTÓW DO WYKONYWANIA NASYPÓW BUDOWLI KOMUNIKACYJNYCH 81
5.1. Wprowadzenie 81
5.2. Przydatność gruntów do wykonywania nasypów dróg kołowych 81
5.3. Przydatność gruntów do wykonywania nasypów dróg szynowych 87
5.4. Dodatkowe podziały gruntów do celów budownictwa komunikacyjnego 90
5.4.1. Podział gruntów ze względu na wysadzinowość 90
5.4.2. Grupy nośności podłoża drogowego 94
Literatura do rozdziału 5 96

6. PRZYDATNOŚĆ GRUNTÓW DO WYKONYWANIA NASYPÓW BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH 98
6.1. Wprowadzenie 98
6.2. Przydatność gruntów do wykonywania zapór sypanych 98
6.2.1. Grunty na zapory ziemne 98
6.2.2. Grunty na zapory narzutowe i ziemno-narzutowe 104
6.3. Przydatność gruntów do wykonywania ziemnych zapór namywanych 106
6.4. Przydatność gruntów do budowy obwałowań rzek, zbiorników wodnych i zbiorników
odpadów przemysłowych 108
6.4.1. Przydatność gruntów do budowy obwałowań rzek (wałów przeciwpowodziowych) 108
6.4.2. Przydatność gruntów do budowy obwałowań mokrych składowisk odpadów przemysłowych 109
Literatura do rozdziału 6 110

7. METODY WYKONYWANIA NASYPÓW BUDOWLANYCH 112
7.1. Wstęp 112
7.2. Wykonywanie liniowych nasypów z gruntów sypanych 113
7.2.1. Wprowadzenie 113
7.2.2. Schematy technologiczne pracy maszyn przy budowie nasypów 113
7.2.3. Metody wykonywania nasypów 116
7.2.4. Wymagania konstrukcyjne dotyczące nasypów liniowych 121
7.2.5. Konstrukcje nasypów wykonywanych z gruntów antropogenicznych 125
7.3. Budowa zapór ziemnych 129
7.3.1. Budowa zapór ziemnych metodą sypania 129
7.3.2. Budowa zapór ziemnych metodą hydrauliczną 131
7.4. Budowa nasypów hydrotechnicznych z wykorzystaniem technologii georur 135
Literatura do rozdziału 7 138

8. WZMACNIANIE I USZCZELNIANIE KORPUSÓW NASYPÓW 140
8.1. Wprowadzenie 140
8.2. Wzmacnianie gruntów w nasypach przez zagęszczanie 141
8.3. Wzmacnianie gruntów w nasypach metodami stabilizacji i silikatyzacji 144
8.3.1. Stabilizacja powierzchniowa gruntów cementem 144
8.3.2. Stabilizacja powierzchniowa gruntów wapnem 145
8.3.3. Stabilizacja powierzchniowa gruntów popiołami lotnymi 145
8.3.4. Wzmacnianie i uszczelnianie gruntów w nasypach zastrzykami chemicznymi 146
8.4. Wzmacnianie i uszczelnianie nasypów geosyntetykami 146
8.4.1. Geosyntetyki stosowane w budowlach ziemnych 146
8.4.2. Wzmacnianie (zbrojenie) nasypów geosyntetykami 147
8.4.3. Uszczelnianie nasypów hydrotechnicznych geosyntetykami 153
8.5. Inne metody uszczelniania nasypów hydrotechnicznych 156
Literatura do rozdziału 8 161

9. BUDOWA NASYPÓW NA GRUNTACH SŁABONOŚNYCH 163
9.1. Wstęp 163
9.2. Charakterystyka słabonośnego (słabego) podłoża gruntowego 163
9.2.1. Wprowadzenie 163
9.2.2. Grunty organiczne 164
9.2.3. Grunty antropogeniczne 166
9.2.4. Grunty zapadowe 167
9.2.5. Grunty pęczniejące 168
9.2.6. Inne grunty stanowiące słabonośne podłoże budowlane 168
9.3. Metody posadawiania nasypów na gruntach słabonośnych 168
9.3.1. Wstęp 168
9.3.2. Budowa nasypów na słabonośnym podłożu bagiennym 169
9.3.3. Budowa nasypów na podłożu wzmocnionym metodami technicznymi 178
9.3.4. Budowa nasypów z materiałów lekkich i gruntów organicznych na podłożu z gruntów słabonośnych 187
Literatura do rozdziału 9 193

10. UMOCNIENIA POWIERZCHNIOWE SKARP NASYPÓW BUDOWLANYCH 194
10.1. Wstęp 194
10.2. Umocnienia biologiczne (biotechniczne) skarp 197
10.2.1. Obsiew skarp 197
10.2.2. Darniowanie skarp 199
10.2.3. Wzmacnianie faszynowe skarp 200
10.2.4. Wzmacnianie skarp za pomocą płotków wiklinowych 201
10.2.5. Zakrzewianie i zadrzewianie 202
10.3. Umocnienia techniczne skarp 203
10.3.1. Umocnienia kamienne i żwirowe 203
10.3.2. Umocnienia betonowe i żelbetowe 204
10.3.3. Umocnienia asfaltobetonowe 207
10.3.4. Umocnienia geosyntetyczne 207
Literatura do rozdziału 10 210

11. KONTROLA TECHNICZNA ZAGĘSZCZENIA GRUNTÓW W NASYPACH BUDOWLANYCH 212
11.1. Wstęp 212
11.2. Badania stanu zagęszczenia gruntów w nasypie 214
11.2.1. Badania zagęszczenia i nośności gruntów w nasypach dróg samochodowych 214
11.2.2. Badania zagęszczenia nasypów kolejowych i tramwajowych 217
11.2.3. Wymagania dotyczące zagęszczenia gruntów w korpusie wału przeciwpowodziowego 218
11.2.4. Wymagania dotyczące zagęszczenia gruntów w korpusie zapór ziemnych 220
11.2.5. Wymagania dotyczące zagęszczenia gruntów w nasypach ogólnobudowlanych 221
11.3. Metody kontroli jakości zagęszczenia gruntów w nasypach 222
11.3.1. Metody kontroli gruntów drobnoziarnistych 222
11.3.2. Metody kontroli jakości zagęszczenia gruntów gruboziarnistych 243
11.4. Proponowane metody statystycznej oceny wyników badań kontrolnych jakości zagęszczenia nasypów 251
Literatura do rozdziału 11 254

12. BADANIA GEOLOGICZNE I GEOTECHNICZNE PODŁOŻA DLA POTRZEB BUDOWY NASYPÓW 257
12.1. Geotechniczne warunki posadowienia 257
12.1.1. Ogólne zasady ustalania geotechnicznych warunków posadowienia 257
12.1.2. Zakres badań w zależności od kategorii geotechnicznej 260
12.1.3. Forma przedstawienia geotechnicznych warunków posadowienia w zależności od kategorii geotechnicznej 261
12.2. Rozpoznanie warunków wodno-gruntowych w podłożu 269
12.2.1. Projektowanie badań geologicznych i geotechnicznych 269
12.2.2. Badania na potrzeby budownictwa liniowego (komunikacyjnego) 274
12.2.3. Badania geotechniczne na potrzeby budownictwa hydrotechnicznego 282
Literatura do rozdziału 12 288

13. STATECZNOŚĆ NASYPÓW BUDOWLANYCH 290
13.1. Wstęp 290
13.2. Ogólna charakterystyka typów osuwisk nasypów 291
13.2.1. Nasypy komunikacyjne 291
13.2.2. Nasypy hydrotechniczne 295
13.3. Metody obliczania stateczności nasypów budowlanych 296
13.3.1. Wprowadzenie 296
13.3.2. Metody sprawdzania stateczności skarp nasypów budowlanych 297
13.4. Sprawdzanie stateczności skarp nasypów budowlanych 304
13.4.1. Nasypy komunikacyjne 304
13.4.2. Nasypy hydrotechniczne 307
13.5. Ocena stateczności skarp według Eurokodu 7 317
13.5.1. Wprowadzenie 317
13.5.2. Obliczanie stateczności skarp i zboczy 317
13.5.3. Stateczność skarp w gruntach niespoistych 319
13.5.4. Metoda Felleniusa (szwedzka) 322
13.5.5. Metoda Bishopa 325
Literatura do rozdziału 13 328