Dzięki geologiczno – inżynierskim lub geotechnicznym badaniom gruntu określa się parametry wytrzymałościowe gruntów i ich przydatność dla budownictwa.
Pozwala to na racjonalne zaprojektowanie bezpiecznej budowli i optymalizację kosztów budowy oraz uniknięcie zagrożeń związanych np. z jej nadmiernym osiadaniem przy posadowieniu na słabo nośnych gruntach czy nie zabezpieczeniem fundamentów przeciw wilgoci przy poziomie wód gruntowych w poziomie posadowienia. Od dnia 27 kwietnia 2012 roku obowiązuje Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych. Największe zmiany w stosunku do uprzednio obowiązującego rozporządzenia z roku 1998 to:Rozporządzenie powołuje się na normy Europejskie ( Eurokod 7 ) obowiązujące w Polsce lecz dotychczas nie zawsze stosowane: PN-EN 1997-1 i PN-EN 1997-2. Kategorię geotechniczną określa projektant obiektu budowlanego na podstawie badań geotechnicznych gruntu. Oznacza to obowiązek sporządzenia opinii geotechnicznej dla każdej nowej inwestycji budowlanej niezależnie od stopnia skomplikowania warunków gruntowych. Wprowadzono zmiany w definicjach poszczególnych kategorii geotechnicznych.
Badania geotechniczne przed budową pozwalają w przyszłości uniknąć zagrożeń związanych z występowaniem procesów osuwiskowych, rozpoznać warunki gruntowo wodne i odpowiednio zaprojektować budowlę.
rys.1. Przykład - przekrój geotechniczny
Celem badań geotechnicznych i geologicznych gruntu jest ustalenie geotechnicznych warunków posadowienia obiektu budowlanego a więc określenie przydatności gruntów na potrzeby budownictwa. Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych, zakres koniecznych do wykonania czynności zależy od kategorii geotechnicznej, do której zostanie zaliczony obiekt budowlany (np. dom mieszkalny) oraz od stopnia skomplikowania warunków gruntowo-wodnych. Kategoria geotechniczna jest ustalana w zależności od rodzaju i wielkości planowanej budowli, parametrów z nią związanych oraz od stopnia skomplikowania stwierdzonych warunków gruntowych.
Wyróżnia się trzy rodzaje warunków gruntowych:
- Warunki gruntowe proste: warstwy gruntów jednorodnych równoległe do powierzchni terenu, brak gruntów słabonośnych, zwierciadło wód gruntowych poniżej projektowanego poziomu posadowienia fundamentów, brak występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych.
- Warunki gruntowe złożone: warstwy gruntów niejednorodnych nieciągłe i zmienne, grunty słabonośne, zwierciadło wód gruntowych w poziomie projektowanego posadowienia i powyżej tego poziomu, brak występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych.
- Warunki gruntowe skomplikowane: warstwy gruntów objęte występowaniem niekorzystnych zjawisk geologicznych zwłaszcza osuwiskowych, krasowych (rozpuszczanie przez wodę wapieni i gipsów), kurzawkowych (ruch nawodnionych luźnych piasków drobnych i pyłów), obszary szkód górniczych.
Dla niewielkich inwestycji typu budynki mieszkalne organem zatwierdzającym projekt jest właściwe Starostwo Powiatowe. Wykonanie dokumentacji geologiczno inżynierskiej jest konieczne na terenach o złożonych i skomplikowanych warunkach gruntowo – wodnych dla obiektów trzeciej kategorii geotechnicznej, zagrożonych ruchami masowymi lub w złożonych warunkach dla drugiej kategorii geotechnicznej. W pozostałych przypadkach dla określenia warunków posadowienia budowli najczęściej wykonuje się opinię geotechniczną i dokumentację badań podłoża gruntowego, które nie wymagają zatwierdzenia, przez co ich wykonanie jest tańsze i trwa zdecydowanie krócej.
rys.2. Przykład - mapa dokumentacyjna - element opinii geotechnicznej lub
dokumentacji geologiczno - inżynierskiej.
Na podstawie geotechnicznych warunków posadowienia oraz w zależności od rodzaju obiektu budowlanego, określa się jego kategorię geotechniczną.
Zgodnie z rozporządzeniem dotyczacym geotechnicznych warunków posadowienia, rozróżnia się trzy kategorie geotechniczne:
- Pierwsza kategoria geotechniczna
dotyczy niewielkich obiektów budowlanych, w prostych warunkach gruntowych. Do tej kategorii można zaliczyć:
- jedno- lub dwukondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze,
- ściany oporowe i rozparcia wykopów jeżeli różnica poziomów nie przekracza 2 m,
- wykopy do głębokości 1,2 m i nasypy do wysokości 3 m, wykonywane zwłaszcza przy budowie dróg, pracach drenażowych oraz układaniu rurociągów.
- Druga kategoria geotechniczna
dotyczy obiektów budowlanych w prostych i złożonych warunkach gruntowych. Do tej kategorii można zaliczyć:
- fundamenty bezpośrednie lub głębokie,
- ściany oporowe i inne konstrukcje oporowe,
- wykopy i nasypy,
- przyczółki i filary mostowe,
- kotwy gruntowe i inne systemy kotwiące.
- Trzecia kategoria geotechniczna obejmuje:
- nietypowe obiekty budowlane niezależnie od stopnia skomplikowania warunków gruntowych, których wykonanie lub użytkowanie może stwarzać poważne zagrożenie dla użytkowników i środowiska: obiekty energetyki jądrowej, rafinerie, zakłady chemiczne, zapory wodne, lub których projekty budowlane zawierają nowe nie sprawdzone w krajowej praktyce rozwiązania techniczne, nie znajdujące podstaw w przepisach i polskich normach,
- obiekty budowlane posadowione w skomplikowanych warunkach gruntowych,
- obiekty monumentalne i zabytkowe (w PN-B-02479:1998 wymieniono między innymi głębokie wykopy wykonywane w pobliżu obiektów budowlanych).
Historia geologii inżynierskiej - geotechniki
Początki geologii inżynierskiej sięgają końca XIX w., a dokładnie roku 1880 gdy wydany został pierwszy podręcznik z geologii inżynierskiej, wyd. Penning ’s British Textbook (Van Dine, Nasmith-Ripley, Kiersch ed. – 1991). Geologia inżynierska, według statutu IAEG z 1992 r., zajmuje się badaniami, studiami i rozwiązaniami inżynierskich i środowiskowych problemów, które mogą być wynikiem wzajemnego oddziaływania podłoża gruntowego i obiektu budowlanego, jak również doborem odpowiednich środków i sposobów zapobiegania zagrożeniom geologicznym (np. osuwiska).Geologia inżynierska jest dziedziną interdyscyplinarną, która wiąże wiele działów wiedzy,takich jak: mechanika gruntów, geotechnika, hydrogeologia, gruntoznawstwo, inżynieria budowlana, geofizyka oraz wiele innych dziedzin geologii.
Geologia inżynierska jest to więc nauka, która zajmuje się badaniami podłoża gruntowego (gruntu) do celów budowlanych oraz oddziaływaniem warunków gruntowo-wodnych na obiekty budowlane.
rys.3. Przykład - dom zniszczony przez osuwisko