Selected geotechnical problems of expansive clays in the area of Poland

• Autorzy: Kumor M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In Central European conditions, each building stratum in its surface zone is exposed to the impact of numerous diverse anthropogenic and natural factors. Expansive clays are soils that are very special as regards the impact of external factors. From an engineering point of view, the occurrence of the substratum shrinkage phase after the swelling phase is the most dangerous for constructions. Expansive clays are typical for nearly half of Poland area. These are tertiary mio-Pliocene clays of the Poznań series. Characteristic symptoms of buildings damage due to the base expansiveness include: expanding cracks of bearing walls from the foundation upwards, cracked lintels, distorted windows, etc. The Poznań series clays are characterised by expansive properties that are high cohesiveness (strength) and a low compressibility is a feature of an expansive substratum in a natural condition. The leading idea of the paper is to present to practitioners some selected results of the studies on the nature of these soils, generally considered to be good from a civil engineering point of view but, at the same time, dangerous for those who ignore their genetically shaped geotechnical properties.

PL

W warunkach środkowo europejskich każde podłoże budowlane w strefie przypowierzchniowej jest narażone na działanie wielu różnorodnych czynników antropogenicznych i przyrodniczych. Do szczególnych gruntów pod względem wpływu czynników zewnętrznych należą iły ekspansywne, które pod względem geotechnicznym wyróżnia specyficzna reakcja na działanie wody i przesuszanie oraz wrażliwość na działanie temperatur. Iły ekspansywne są typowe dla blisko połowy powierzchni Polski. Są to trzeciorzędowe mio-plioceńskie iły serii poznańskiej. Charakterystyczne symptomy uszkodzeń budynków z przyczyn ekspansywności podłoża to: rozszerzające się pęknięcia ścian nośnych od fundamentu w górę, pęknięte nadproża, itp. Cechą podłoża ekspansywnego w stanie naturalnym, jest duża spójność (wytrzymałość) i mała ściśliwość. Myślą przewodnią niniejszego artykułu jest zbliżenie ku praktyce budowlanej wybranych wyników badań o naturze tych gruntów, powszechnie uznawanych za dobre pod względem budowlanym a jednocześnie niebezpiecznych dla ignorujących ich genetycznie ukształtowane właściwości geotechniczne.

Słowa kluczowe

EN

geotechnics; expansive clays; tertiary mio-pliocene clays posnanian series; symptoms of building damage

PL

geotechnika; iły ekspansywne; ił trzeciorzędowy; ił poznański; awaria budynku

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 1, no. 4
• Strony: 75--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz.

Twórcy

autor

Kumor M.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, S. Kaliskiego 7, 85-791 Bydgoszcz, Poland,

Bibliografia

• [1] Biddle G.; Tree root damage to buildings. Proc. of Conf.: Expansive Clay Soils and Vegetative Influence on Shallow Foundations, Houston, United States, 2001, pp. 24-43.
• [2] Chen F.H.; Foundations on Expansive Soils. Dev. In Geot. Eng. Elsevier, Amsterdam, 1988.
• [3] Choma-Moryl K.; Badania wybranych gruntów spoistych z terenu Dolnego Śląska jako uszczelnień składowisk odpadów komunalnych (Evaluation of chosen cohesive clays from Lower Silesia as mineral lines for municipal landfills), Acta Universitatis Wratislaviensis, 2004, Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Hydrogeologia. (In Polish)
• [4] Danilov A.A.; Grafik dla rozdelenia gruntov na obuhnye, prosadochnye i nabukhajushhie. Osn. Fund. i Mekh. Gruntov, 5, 1964, pp. 26-26.
• [5] Dyjor S..; Rozwój sedymentacji i przebieg przeobrażeń osadów w basenie serii poznańskiej w Polsce (Evolution of sedimentation, and process of alternations of sediments in the Poznań suite In Poland). Acta Universitatis Wratislaviensis, 1992, Prace Geologiczno-Mineralogiczne XXVI, s. 3-18. (In Polish)
• [6] Fortunat W.; Charakterystyczne cechy trzeciorzędowych iłów Warszawy, Bydgoszczy i Tarnobrzega. Biul. IG., 163, 1960, Warszawa. (In Polish)
• [7] Fortunat W.; Właściwości fizyczne i zagadnienia klasyfikacji iłów, Biul. Inst. Geologicznego 163, 1960 s. 81-119. (In Polish).
• [8] Gorączko A., Kumor Ł.A.; Damage diagnosis of buildings founded on expansive soils. Geotechnics Conference of Young Sciences, Budapest 2004.
• [9] Grabowska-Olszewska B. (red).; Geologia stosowana - właściwości gruntów nienasyconych, Wyd. Naukowe PWN Warszawa 1998, s. 113-150. (In Polish)
• [10] Jeż J.; Przyrodnicze aspekty bezpiecznego budownictwa, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej nr 1818, 1998. (In Polish)
• [11] Jeż J.; Ocena właściwości geotechnicznych podłoża gruntowego na podstawie szaty roślinnej. Roczniki Politechniki Poznańskiej, Rozprawy nr 218, 1989. (In Polish)
• [12] Kumor M.K.; Wytrzymałość na ścinanie cyklicznie zamrażanych i odmrażanych iłów (Zeszyty Naukowe ATR nr 164 - Budownictwo (26, 1988). s. 33-64. (In Polish)
• [13] Kumor M.K; Zmiana mikrostruktury iłów monomineralnych i iłu plioceńskiego pod wpływem cyklicznego przemrażania i odmrażania (The change of microstructure monomineral clays and pliocene clay due to freezing and thawing processes). Rozprawy nr 34, 1989, ATR Bydgoszcz s. 139. (In Polish)
• [14] Kumor M.K.; Ocena stanu awarii budynków posadowionych w iłach plioceńskich na terenie Bielaw w Bydgoszczy. Przegląd Budowlany 11, 1989. (In Polish)
• [15] Kumor M.K.; Typical geotechnical parameters of the Poznań suite of the Bydgoszcz area) [in:] Geologiczno-inżynierskie problemy serii poznańskiej, Acta Universitatis Wratislaviensis, No 1354, Prace Geologiczno-Mineralogiczne XXVI Wrocław, 1992, pp. 67-90. (In Polish).
• [16] Kumor M.K.; Geotechniczna charakterystyka iłów trzeciorzędowych serii poznańskiej podłoża budowlanego Bydgoszczy. Materiały seminarium pt. „Iły poznańskie - praktyczne aspekty budownictwa na gruntach ekspansywnych”. Bydgoszcz, 1994, s. 1-18. (In Polish)
• [17] Kumor M.K.; Geotechniczna ocena posadowienia na palach podpór mostu przez Wartę w Poznaniu w iłach ekspansywnych, materiały niepublikowane Katedra Geotechniki, Bydgoszcz - Politechnika Poznań, 2001. s. 54. (In Polish)
• [18] Kumor M.K.; Reperowe właściwości geotechniczne iłów ekspansywnych z podłoża budowlanego Bydgoszczy, XI Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania, Szczyrk-Gliwice 2003. (In Polish)
• [19] Kumor M.K.; Wybrane problemy geotechniczne gruntów ekspansywnych (Some geotechnical problems of expansive clays), XX Ogólnopolska Konferencja Warsztat Pracy Projektanta Konstrukcji, Wisła-Ustroń 1-4 marca 2005. (In Polish)
• [20] Kumor M.K.; Investigation of shrinkage-swelling of clays as the potential tool to predict deformation of expansive subsoil. XIV Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej, (in Polish) Białystok, 2006, Vol. 1, pp. 234-242
• [21] Kumor M.K.; The shrinkage and swelling of Northern Poland's expansive clays. I Kongres Geologiczny, Kraków 26-29.06. 2008. (in Polish)
• [22] Kumor M.K., Andrzejewski W; Geologiczno-inżynierska charakterystyka iłów serii poznańskiej z Bydgoszczy na przykładzie reperowej odkrywki w Fordonie. Mat. Konf.: Aktualne Problemy Geologiczno-inżynierskich Badań Podłoża Budowlanego i Zagospodarowania Przestrzennego Terenu, Warszawa, 1999, s. 83-93. (in Polish)
• [23] Kumor M. K, Gadomski J.; Wybrane problemy identyfikacji przemieszczeń fundamentów na podłożu ekspansywnym, VII Konferencja Rzeczoznawstwa Budowlanego ITB, Cedzyna k. Kielc 2004. (In Polish)
• [24] Kumor M.K., Gadomska M., Gadomski J.; The monitoring of the structure vertical displacement founded on expansive ground. Technical Sciencec, supplement 2, UWM Olsztyn, 2005, pp. 77-86.
• [25] Kumor M.K, Gorączko A.; Zmiany wilgotności naturalnej iłów ekspansywnych po usunięciu grupy drzew na podstawie obserwacji poligonowych. Zeszyty Naukowe ATR nr 239, 2001, Budownictwo i Inżynieria Środowiska (33). (In Polish)
• [26] Kumor M.K.. Kumor Ł.A.; Opinia geotechniczna o przyczynach awarii budynku szpitala uniwersyteckiego w Bydgoszczy. Technical Report, UTP Bydgoszcz, 2003, s. 47. (In Polish)
• [27] Kumor M.K., Kumor Ł.A.; The shrinkage and swelling of Northern Poland's expansive clays. International Geotechnical Conference „Development of Urban Areas and Geotechnical Engineering” Saint Petersburg, 16-19 June 2008.
• [28] Kumor M. K, Wojciechowski E.; Właściwości geotechniczne strefy przypowierzchniowej iłów plioceńskich w Bydgoszczy. Wyd. Uczelniane ATR w Bydgoszczy, Budownictwo 21, 1986, s. 59-65. (In Polish)
• [29] Madej 1, Najder J., Werno M.; Awarie budynków mieszkalnych w dzielnicy Bielawki w Bydgoszczy. Inżynieria i Budownictwo nr 6/1966. Warszawa. (In Polish)
• [30] Meissner K; Własności inżyniersko-geologiczne iłów poznańskich rejonu Konina (The geological-engineering properties of Posnanian clays of Konin area), Biuletyn Inst. Geologicznego 231, 1970, s. 114-187. (In Polish)
• [31] Najder J., Wemo W.; The effect of climatic fluctuations on displacement of buildings founded on pliocen clays. Stavebnícky Časopis. 1968, No. 2, s. 83-94
• [32] Niedzielski A.; Factors Determinig swelling Pressure and Free Swelling of Posnanian and Varved Clays. Rozprawy Akademia Rolnicza zeszyt nr 238, 1993, Poznań.
• [33] Przystański J., and all.; Foundation on Expansive Soils, (In Polish) Zeszyt Politechniki Poznańskiej Rozprawy 224, Poznań 1991.
• [34] Przystański J. i zespół; Wytyczne posadowienia obiektów na gruntach ekspansywnych (Foundation on Expansive Soils), temat nr 16,5/86 w ramach CPB-R nr 6.4 s. 120 + załączniki, 1989. (In Polish)
• [35] Przystański J., Borowczak P., Jeż J., Młynarek Z., Kumor M.K., Niedzielski A., Wojnicki Z., Wojtasik A., Zawalski A.; Foundation on Expansive Soils, (In Polish) Zeszyt Politechniki Poznańskiej Rozprawy 224, Poznań 1991.
• [36] Roguski W., Kasperska W., Łabędzki L. Warunki termiczne i opadowe w Bydgoszczy w latach 1945-1994 na tle lat 1848-1930. (Meteo Report of Bydgoszcz) Wiadomości Instytutu Melioracji i Użytków Zielonych. 1996, Wyd. IMUZ, Falenty, s. 7-20. (In Polish)
• [37] Sorochan E.A.; Stroitelstvo Sooruzenijj na Nabukhajushhikh Gruntach. Stroizdat, Moskva, 1974.
• [38] Stępkowska E.T.; Model fizyczny układu woda-ił (The phisical model of water-clay system), VII Krajowa konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania, Poznań, 1984, s. 367-373. (In Polish)
• [39] Szyszło D.; Właściwości fizyczne i mechaniczne frakcji ilastej iłów poznańskich na tle ich litologii. Biuletyn Geologiczny. 1967, t. 9, s. 51-120. (In Polish)
• [40] Thomas H.R., Rees S.W.; Seasonal ground movement in unsaturated clay: an examination of field behaviour. Geotechnique. 1994. Vol. 44, No. 2, p. 353-358.
• [41] Totoyev Y.Z, Kleeman P.W.; An infiltration model to predict suction changes in the soil profile. Water Resources Research. 1998, Vol. 34, No. 7, p. 1617-1622.
• [42] Van der Merwe D.H; The prediction of heave from the plasticity index and percentage clay fraction of soils. Trans. South Africa Inst. Civ. Engrs. 1964, No. 6, p. 103-107.
• [43] Zawalski A, Woziwodzki Z.; Dyskusja oceny zagrożenia przez drzewostan budynków posadowionych na podłożu ekspansywnym na przykładzie awarii szkół. Zesz. Nauk. Politechniki Poznańskiej, Budownictwo Lądowe, nr 40. Poznań, 1995, s. 353-371. (In Polish)
• [44] Zawalski A., Woziwodzki Z.; Wpływ drzew na budynki posadowione na gruntach ekspansywnych, [w:] Ekologia a Budownictwo - X Ogólnopolska Interdyscyplinarna Konferencja Naukowo-Techniczna. Bielsko-Biała, 1998, s. 283-292. (In Polish)
• [45] Wiewióra A., Wyrwicki R.; Minerały ilaste poziomu iłów płomienistych serii poznańskiej (Clay minerals of poznanian tertiary clays) KWART. GEOL. t. 18, nr 3, 1974, s. 615-625. (In Polish)