Dokumentacja geotechniczna – co zawiera i kiedy jest potrzebna

Dokumentacja geotechniczna jest najczęściej kojarzona z opinią geotechniczną, która jest najpowszechniej wykonywanym rodzajem dokumentacji określającej warunki gruntowo-wodne pod budowę. Typów dokumentacji geotechnicznej jest kilka, a informacje w nich zawarte, są niezbędne dla powodzenia każdej inwestycji budowlanej.

Ustalenie warunków gruntowo-wodnych jest konieczne w celu uzyskania pozwolenia na budowę. Każdy projekt budowlany, będący podstawą do otrzymania takiego pozwolenia, powinien zawierać informacje na temat geotechnicznych warunków posadowienia budowanego obiektu.

W niektórych przypadkach, ze względów konstrukcyjnych projektowanej budowli lub stanu podłoża, podstawowe badania geotechniczne zawarte w opinii geotechnicznej nie wystarczają i wymagane jest wykonanie dodatkowych badań oraz odpowiednich dokumentacji.

Konieczność wykonania określonego rodzaju dokumentacji geotechnicznej lub geologiczno-inżynierskiej, zależy od ustalonej kategorii geotechnicznej projektowanego budynku oraz stopnia skomplikowania warunków gruntowych. Ustaleń tych, dokonuje się właśnie w opinii geotechnicznej.

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r. dotyczącym ustalenia geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych, opinia geotechniczna jest obligatoryjna w przypadku obiektów budowlanych wszystkich kategorii.

W przypadku obiektów budowlanych drugiej i trzeciej kategorii geotechnicznej opracowuje się dodatkowo dokumentację badań podłoża gruntowego i projekt geotechniczny.

W przypadku obiektów budowlanych trzeciej kategorii geotechnicznej oraz w złożonych warunkach gruntowych drugiej kategorii wykonuje się dodatkowo dokumentację geologiczno-inżynierską, zgodnie z przepisami ustawy z dnia 9 czerwca 2011 r. – Prawo geologiczne i górnicze.

Podstawy prawne dotyczące rozpoznawania podłoża gruntowego i projektowania geotechnicznego

W Polsce, geotechniczne warunki posadowienia obiektów budowlanych, reguluje europejska/polska norma PN-EN 1997, czyli Eurokod 7 oraz ww. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 25 kwietnia 2012 r.

Eurokody są to normy, które dotyczą wymagań jakie muszą spełniać obiekty budowlane w państwach członkowskich Unii Europejskiej. Normy te, określają zasady projektowania konstrukcji obiektów budowlanych ze szczególnym uwzględnieniem dotyczącym bezpieczeństwa konstrukcji budowlanej oraz bezpieczeństwa pożarowego. Samych Eurokodów jest 10, z czego tylko Eurokod 7 odnosi się bezpośrednio do zasad projektowania geotechnicznego.

W przeszłości, polskie normy geotechniczne z lat 80, były obligatoryjne. Sytuacja się zmieniła w latach 90, kiedy w Polsce zaczęły panować warunki wolnorynkowe. Od tego momentu, normy regulujące warunki posadowienia obiektów budowlanych są dobrowolne. Tym samym, sprawia to że znacznie większa odpowiedzialność za podejmowane decyzje spoczywa na barkach projektantów oraz wykonawców danej inwestycji budowlanej.

Stosowanie się do norm z grupy Eurokodów, ma nie tylko za zadanie ustalenie bezpiecznych warunków budowania. Ponadto, stosowanie się do zaleceń zawartych w Eurokodach ma uchronić projektanta danej budowli przed odpowiedzialnością prawną w przypadku ewentualnej awarii czy katastrofy.

Wymienione powyżej Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w wielu miejscach odwołuje się do Eurokodu 7, głównie jeżeli chodzi o jakość próbek przeznaczonych do badań laboratoryjnych oraz sposoby sporządzania poszczególnych rodzajów dokumentacji.

Opinia geotechniczna

Sposób ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia jest zależny od kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego oraz stopnia skomplikowania warunków gruntowo-wodnych. Te dwie wytyczne są zawarte w opinii geotechnicznej. W zależności od ustaleń zawartych w opinii, wykonuje się bądź nie, dodatkowe badania, które są konieczne przed rozpoczęciem prac budowlanych.

Podstawę prawną do sporządzenia opinii geotechnicznych stanowi Rozporządzenie MTBiGM z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. nr 81, poz. 463). Rozporządzenie to ustanawia że wykonywanie opinii geotechnicznych dla obiektów budowlanych jest obowiązkowe.

Ustalenie geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych, polega na zbadaniu podłoża gruntowego na którym ma powstać projektowany budynek i określenie jego przydatności dla celów budowlanych. Badanie gruntu można podzielić na dwa etapy, wykonywane prac polowych oraz badania laboratoryjne pobranych próbek gruntu.

Najważniejsze informacje jakie ustala się na podstawie przeprowadzonych badań dotyczą:

• ustalenia odpowiedniej korelacji parametrów podłoża gruntowego z parametrami konstrukcyjnymi budowanego obiektu;
• rozpoznania potencjalnych zagrożeń mogących wystąpić podczas budowy lub po jej zakończeniu;
• wymagań koniecznych do bezpiecznego zaprojektowania obiektu budowlanego;

Kluczowe znaczenie, decydujące o dalszym przebiegu prac mających na celu ustalenie geotechnicznych warunków posadowienia projektowanego obiektu budowlanego ma zaliczenie go do odpowiedniej kategorii geotechnicznej. Samą kategorię geotechniczną ustala się w odniesieniu do panujących warunków gruntowo-wodnych w miejscu budowy oraz parametrów konstrukcyjnych projektowanego budynku.

Stopień skomplikowania warunków gruntowych

Stopień skomplikowania warunków gruntowych jest pierwszym czynnikiem decydującym o konieczności wykonania dodatkowych badań i dokumentacji. Wyróżnia się trzy stopnie skomplikowania warunków gruntowych: warunki gruntowe proste, złożone oraz skomplikowane. Poniżej, cechy podłoża gruntowego, decydujące o przyporządkowaniu warunków gruntowych do odpowiedniej kategorii.

Proste warunki gruntowe:

• środowisko gruntowe jest bardzo jednorodne pod względem genetycznym oraz litologicznym;
• poszczególne warstwy zalegają poziomo;
• nie zawierają mineralnych gruntów słabonośnych, organicznych lub nasypów niekontrolowanych;
• zwierciadło wód gruntowych, występuje poniżej poziomu posadowienia;
• nie występują niekorzystne zjawiska geologiczne, np. osuwiska, sufozja, formy krasowe.

Złożone warunki gruntowe:

• warstwy gruntowe charakteryzują się niejednorodnością, są nieciągłe, zmienne genetycznie i litologicznie;
• nie zalegają poziomo;
• zawierają słabonośne grunty mineralne, organiczne lub nasypy niekontrolowane;
• zwierciadło wód gruntowych, występuje powyżej poziomu posadowienia;
• nie występują niekorzystne zjawiska geologiczne.

Skomplikowane warunki gruntowe:

• występują niekorzystne zjawiska geologiczne.

Pierwszy stopień skomplikowania warunków gruntowych, przedstawia idealne warunki gruntowo-wodne do posadowienia obiektu budowlanego, które w praktyce nie istnieją. Wybór stopnia skomplikowania warunków gruntowych, którego dokonuje się w opinii geotechnicznej, dostosowuje się do zaproponowanej przez projektanta kategorii geotechnicznej obiektu.

Dlatego, jeżeli wymienione powyżej wytyczne, decydujące o kategorii warunków gruntowych, nie utrudniają znacząco posadowienia obiektu budowlanego, to z reguły, klasyfikuje się takie podłoże do prostych warunków gruntowych. Przykładowo, niejednorodność środowiska gruntowego lub kąt nachylenia warstw gruntowych, zazwyczaj nie są na tyle duże, aby stanowiło to realny problem.

Kategorie geotechniczne obiektów budowlanych

Kolejnym aspektem, decydującym o konieczność wykonania dodatkowych badań i dokumentacji jest kategoria geotechniczna obiektu budowlanego. Wstępną kategorię geotechniczną ustala projektant, bazując na przypuszczalnych warunkach gruntowych oraz przyjętych parametrach konstrukcyjnych projektowanego obiektu.

Kategoria ta, na podstawie badań podłoża gruntowego, a także zaleceń zawartych w opinii geotechnicznej, może ulec zmianie. Czyli, w celu dobrania odpowiedniej kategorii geotechnicznej obiektu, bierze się pod uwagę dwie wytyczne:

1. stopień skomplikowania warunków gruntowych (omówiony powyżej);
2. konstrukcję projektowanego obiektu budowlanego.

Pierwsza kategoria geotechniczna

Obejmuje posadawianie niewielkich obiektów budowlanych, o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym w prostych warunkach gruntowych, w przypadku których możliwe jest zapewnienie 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.

Druga kategoria geotechniczna

Obejmuje obiekty budowlane posadawiane w prostych i złożonych warunkach gruntowych, wymagające ilościowej i jakościowej oceny danych geotechnicznych i ich analizy, takie jak:

• fundamenty bezpośrednie lub głębokie;
• ściany oporowe lub inne konstrukcje oporowe, z zastrzeżeniem pkt 1 lit. b, utrzymujące grunt lub wodę;
• wykopy, nasypy budowlane, z zastrzeżeniem pkt 1 lit. c, 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.

Dokumentacja badań podłoża gruntowego

Zgodnie z Rozporządzeniem MTBiGM z dnia 25 kwietnia 2012 r., dokumentacja badań podłoża gruntowego jest dokumentem geotechnicznym, który jest wymagany w przypadku obiektów budowlanych drugiej i trzeciej kategorii geotechnicznej. Podobnie jak w przypadku opinii geotechnicznej ten rodzaj dokumentacji nie wymaga zatwierdzenia.

Dokumentacja badań podłoża gruntowego powinna zawierać:

• opis metodyki prac polowych oraz badań laboratoryjnych gruntów, których próbki zostały pobrane w miejscu planowanej inwestycji,
• wyniki oraz interpretację ww. prac polowych oraz badań,
• model geologiczny oraz zestawienie wyprowadzonych wartości danych geotechnicznych dla każdej warstwy.

Celem dokumentacji badań podłoża gruntowego jest określenie rodzaju, właściwości, cech wytrzymałościowych oraz odkształcalności gruntu na którym ma powstać projektowana inwestycja. Ponadto, konieczne jest również udokumentowanie poziomu wód gruntowych i stateczności nasypów oraz wykopów.

Projekt geotechniczny

Zgodnie z wielokrotnie przytoczonym w tym artykule Rozporządzeniem MTBiGM, projekt geotechniczny wykonuje się w momencie zaklasyfikowania projektowanego obiektu budowlanego do drugiej lub trzeciej kategorii geotechnicznej.

Wg. ww. Rozporządzenia, projekt geotechniczny powinien zawierać:

• prognozę zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie;
• określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych;
• określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicznych;
• określenie oddziaływań od gruntu;
• przyjęcie modelu obliczeniowego podłoża gruntowego, a w prostych przypadkach projektowego przekroju geotechnicznego;
• obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ogólnej stateczności;
• ustalenie danych niezbędnych do zaprojektowania fundamentów;
• specyfikację badań niezbędnych do zapewnienia wymaganej jakości robót ziemnych i specjalistycznych robót geotechnicznych;
• określenie szkodliwości oddziaływań wód gruntowych na obiekt budowlany i sposobów przeciwdziałania tym zagrożeniom;
• określenie zakresu niezbędnego monitorowania wybudowanego obiektu budowlanego, obiektów sąsiadujących i otaczającego gruntu, niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystąpić w trakcie robót budowlanych lub w ich wyniku oraz w czasie użytkowania obiektu budowlanego.

Literatura:

• Pisarczyk S., 2005 – Mechanika gruntów. OWPW, Warszawa;
• Tarnowski M., (red.), 2020 – Badanie podłoża budowli, metody polowe. Wyd. PWN, Warszawa;
• PN-EN 1997-1:2008 Eurokod 7 – Projektowanie geotechniczne;
• Pisarczyk S., 2014 – Gruntoznawstwo Inżynierskie. Wyd. PWN, Warszawa;
• Pisarczyk S., 2005 – Mechanika gruntów. OWPW, Warszawa.