[Strona Główna] [Laboratorium] Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej

Analiza makroskopowa

OPIS TEORETYCZNY

Badania makroskopowe mają na celu wstępne określenie rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów. Badania te wykonuje się w terenie i laboratorium. Wykonuje się je zawsze, bez względu na ostateczny zakres dokumentacji badawczej. Próbka do badania powinna mieć naturalne uziarnienie i wilgotność. Najczęściej badania makroskopowe obejmują określenie rodzaju i nazwy gruntu, stanu gruntu, jego barwy i wilgotności oraz zawartości węglanu wapnia. Dodatkowo rozpoznajemy rodzaj i ilość domieszek.

Oznaczenie rodzaju gruntu

W celu określenia rodzaju gruntu musimy wstępnie zaklasyfikować grunt, to znaczy ustalić: czy grunt jest mineralny, czy organiczny, a w ramach tych grup: skalisty czy nieskalisty (podział gruntów budowlanych wg PN-86/B-02480). Następnie w grupie gruntów mineralnych, należy ustalić spoistość gruntu tzn. określić czy grunt jest niespoisty czy spoisty. Dalsze czynności badawcze w celu dokładnego określenia nazwy gruntu zależą od wyniku wstępnej klasyfikacji. Czynności te są odmienne dla poszczególnych grup gruntów.

 

Podział naturalnych gruntów budowlanych (wg PN-86/B-02480)

GRUNTY BUDOWLANE

grunty rodzime

grunty nasypowe

skaliste

nieskaliste
  • nasypy budowlane
  • nasypy niekontrolowane
  • twarde
  • miękkie
mineralne
organiczne

Grunt organiczny makroskopowo odróżniamy od mineralnego między innymi po "gnilnym" zapachu, bardzo ciemnej barwie, widocznych w nim częściach organicznych. Grunt organiczny jest wyraźnie lżejszy od mineralnego.

Gdy grunt mineralny w stanie powietrzno-suchym tworzy zwarte grudki, to mamy do czynienia z gruntem spoistym. W przypadku gdy w tym stanie grunt stanowi nie związane ze sobą cząstki lub grudki rozpadające się pod wpływem lekkiego nacisku palcami, to jest on niespoisty.

Oznaczenie nazwy gruntów niespoistych

Nazwa gruntów niespoistych zależy od procentowej zawartości frakcji o danych wymiarach i jest określana makroskopowo na podstawie wzrokowej oceny wielkości i ilości ziaren poszczególnych frakcji, zgodnie z poniższą tabelą:

nazwa gruntu

 zawartość frakcji [%]

dodatkowe kryteria, uwagi

 

> 2mm

> 0,5mm

> 0,25mm

Żwir

Ż

 > 50

- -  fi Ł 2%
Pospółka

Po

 50 ÷ 10

> 50 -  fi Ł 2%
Piasek gruby

Pr

< 10  > 50 -  d50 > 0,5mm
Piasek średni

Ps

 < 10 < 50 > 50  0,25mm < d50 Ł 0,5mm
Piasek drobny

Pd

 < 10 < 50 < 50  d50 Ł 0,25mm
Piasek pylasty

Pp

 < 10 < 10 < 10   fi Ł 2%

Oznaczenie nazwy gruntów spoistych

  Rodzaj gruntów spoistych zależy przede wszystkim od zawartości w nim frakcji iłowej, a nazwa zależy ponadto od zawartości frakcji pyłowej i piaskowej.

 Wyróżnia się cztery grupy gruntów spoistych, przy czym spoistość nadaje gruntom frakcja iłowa (patrz poniższa tabela).

 Do ustalenia spoistości gruntu służą dwie próby: wałeczkowania (próba podstawowa) i rozmakania (próba uzupełniająca).

 Warunki wykonania próby wałeczkowania i rozmakania określa norma PN-88/B-04481.

 W celu określenia zawartości frakcji piaskowej należy wykonać próbę rozcierania gruntu w wodzie. W zależności od wyników poszczególnych prób dokładnie określamy nazwę gruntu spoistego zgodnie z poniższą tabelą:

Rodzaj gruntu, wskaźnik plastyczności Ip i zawartość frakcji iłowej fi

Rodzaj i nazwa gruntów w zależności od  zawartości frakcji piaskowej

Rozpoznanie stopnia spoistości gruntu

Grunt I

piaszczyste

Grunt II

pośrednie

Grunt III

pylaste

próba wałeczko-
wania

próba rozma-
kania

mało spoisty

Ip < 5%

fi < 5%

Piasek gliniasty Pył piaszczysty  Pył Kulka rozpłaszcza się lub rozsypuje; grunt nie daje się wałeczkować Grudka rozmaka natychmiast

mało spoisty

Ip = 5÷10%

fi = 5÷10%

Piasek gliniasty Pył piaszczysty Pył Wałeczek rozwarstwia się podłużnie Grudka rozmaka w czasie 0,5÷5 minut

średnio spoisty

Ip = 10÷20%

fi = 10÷20%

Glina piaszczysta Glina Glina pylasta Od początku do końca wałeczkowania powierzchnia wałeczka bez połysku; wałeczek pęka poprzecznie Grudka rozmaka w czasie 5÷60 minut

zwięzło spoisty

Ip = 20÷30%

fi = 20÷30%

Glina piaszczysta zwięzła Glina zwięzła Glina pylasta zwięzła Wałeczek początkowo bez połysku, przy końcu wałeczkowania z połyskiem; pęka poprzecznie Grudka rozmaka w czasie 1÷24 godzin

bardzo spoisty

Ip > 30%

fi > 30%

Ił piaszczysty Ił pylasty Kulka i wałeczek od początku z połyskiem Grudka rozmaka w czasie dłuższym niż jedna doba
Próba rozcierania w wodzie; Rozpoznawanie ilości frakcji piaskowej. między palcami pozostaje dużo ostrego piasku wyczuwa się pojedyncze drobne ziarna piasku ziarn piasku nie wyczuwa się    

 

 
kulka gruntu na dłoni
 
 
Rys. 1. Uformowana kulka z gruntu
 
 
wałeczek na dłoni
 
 
Rys. 2. Wałeczek o średnicy 3mm
 
  wałeczek spękany podłużnie
wałeczek spękany poprzecznie
 
 
Rys. 3. Wałeczek spękany podłużnie
Rys. 4. Wałeczek spękany poprzecznie
 

 

Oznaczenie nazwy gruntów organicznych

nazwa gruntu
symbol
charakterystyka
Iom
Grunty próchnicze
H
Grunty nieskaliste, w których zawartość części organicznych jest wynikiem wegetacji roślinnej oraz obecności mikroflory i mikrofauny;
2% < Iom Ł 5%
Namuły

Namuły piaszczyste
Namuły gliniaste

Nm

Nmp
Nmg

Grunty powstałe na skutek osadzania się substancji mineralnych i organicznych w środowisku wodnym;
Mają własności gruntu niespoistego;
Mają własności gruntu spoistego;

5% < Iom Ł 30%
Gytie
Gy
Namuły z zawartością węglanu wapnia > 5%, który może wiązać szkielet gruntu;
5% <Iom Ł 30%
Torf
T
Gruntu powstałe z obumarłych i podlegających stopniowej karbonizacji części roślin
Iom > 30%

Oznaczenie stanu gruntów

Oznaczenie stanu gruntów niespoistych

 Makroskopowe określenie stanu gruntu niespoistego nie jest możliwe w większości przypadków. W sposób bardzo przybliżony stan gruntu można określić na podstawie oporu gruntu przy nacisku palcem na powierzchnię próbki o nienaruszonej strukturze.

Oznaczenie stanu gruntów spoistych

  Stan gruntu określa się po uprzednim oznaczeniu rodzaju gruntu. Makroskopowo stan gruntów spoistych określa się za pomocą próby wałeczkowania. Wałeczkowanie przeprowadza się na próbie o naturalnej wilgotności w taki sam sposób, jak to się robi przy określaniu rodzaju gruntu, przy czym w tym przypadku nie wolno zwilżać gruntu. W trakcie wykonywania próby wałeczkowania osuszamy grunt dłońmi doprowadzając go do wilgotności odpowiadającej granicy plastyczności. 

Wyróżnia się sześć stanów gruntu:

         

       

     

   

 

 

Określamy: 

stan zwarty - gdy z gruntu nie można uformować kulki, 

stan półzwarty - gdy można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego wałeczkowania (liczba wałeczkowań równa 0), 

stany twardoplastyczny, plastyczny i miękkoplastyczny - na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej kulki, biorąc pod uwagę ile razy uzyskano niespękany wałeczek średnicy 3 mm. Liczba zarejestrowanych wałeczków powinna oznaczać liczbę wałeczków z tej samej kulki, które nie popękały. Próbę wałeczkowania powtarza się co najmniej trzykrotnie. Za miarodajną przyjmuje się najwyższą z uzyskanych liczb wałeczkowań. 

Określenia stanu gruntu na podstawie ilości wałeczkowań dokonujemy w oparciu o poniższą tabelę 
(wg PN-88/B-04481):

Rodzaj gruntu
Stan gruntu w zależności od liczby wałeczkowań
twardoplastyczny
plastyczny
miękkoplastyczny
Mało spoisty
1
2
> 2
Średnio spoisty
< 2
2 ÷ 4
> 4
Zwięzło spoisty
< 3
3 ÷ 7
> 7
Bardzo spoisty
< 5
5 ÷ 10
> 10

stan płynny - gdy grunt w trakcie tworzenia się z niego kuleczki rozmazuje się na dłoni. 

Wskazówki dodatkowe ułatwiające określenie rodzaju i stanu gruntu spoistego: 

Oznaczenie wilgotności 

Makroskopowo wilgotność określamy, obserwując zachowanie się zgniatanych na dłoni grudek gruntu oraz zawilgacanie nimi pewnych przedmiotów. Przyjmujemy następujący podział: 

suchy -jeżeli grudka gruntu przy zgniataniu pęka, a w stanie rozdrobnionym nie wykazuje zawilgocenia; 

mało wilgotny - jeżeli grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie lecz papier filtracyjny lub ręka przyłożone do gruntu nie stają się wilgotne; 

wilgotny - jeżeli papier filtracyjny lub ręka przyłożone do gruntu stają się wilgotne; 

mokry - jeżeli przy ściskaniu gruntu w dłoni odsącza się z niego woda; 

nawodniony - jeżeli woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie. 

Oznaczenie barwy gruntu

 

Oznaczenie zawartości węglanu wapnia

Zawartość CaCO3 [%]

Reakcja gruntu na roztwór HCl

> 5

Burzy się intensywnie i długo

3 ÷ 5

Burzy się intensywnie lecz krótko

1 ÷ 3

Burzy się słabo i krótko

1 >

Ślady lub brak wydzielania gazu

 

 

V Materiały uzupełniające

[Strona Główna] Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej