Geotehnička i geofizička terenska istraživanja

PREDGOVOR

Posljednjih je godina izrada projektne dokumentacije, elaborata i studija utjecaja na okolinu uvelike dobila na važnosti. Spomenut ću geotehničku, geološku i okolišnu dokumentaciju koja sve više kombinira s brigom o okolini. Mnogi od ovih projekata razmatraju i prisutnost nekog oblika zahvaćala se u tlu, koje pak mogu biti u krutom, tekućem ili plinovitom stanju. Navedeno je dovelo do promjena u tehnikama istraživanja i karakterizacije istraživačkih lokacija s ciljem prilagodbe navedenim ekološkim problemima uzrokovanim onečišćujućim tvarima.

Kada se govori o geotehničkim terenskim istraživanjima, prvo se pomisli na geomehaničko istraživačko bušenje, koje je najdirektnija metoda za prikupljanje informacija o potpovršinskim materijalima na pojedinačnim lokacijama. Bušenje je vrlo skupo i dugotrajno, a daje jednodimenzionalne informacije, samo ispod mikrolokacije bušenja, tj. ispod točke istraživanja. Točke na istim linijama se potom interpretiraju u profilu ili presjeci tla, korištenjem različitih metoda korelacije. Pitanje koje se u takvim situacijama postavlja glasi Jesu li tako dobiveni točkasti podaci valjani i pouzdani gotovo u područjima složene geološke gradacije s prisutnošću heterogenih materijala te u krškim trošnim stijenama?

Tehnike karakterizacije istraživačkih lokacija koje se najbrže razvijaju za potrebe geotehničkog inženjerstva sve više uključuju geofizičke 2D i 3D metode te in situ geotehničke metode, koje su detaljno opisane u ovom udžbeniku. Navedene metode postale su popularne kod rješavanja problema vezanih ne samo za geotehničko inženjerstvo, već i za geoinženjerstvo okoliša, inženjersku geologiju i hidrogeologiju

Ovaj udžbenik prvenstveno je namijenjen studentima Geotehničkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu kao pomoć kod praćenja nastave i pripreme za provjeru znanja iz kolegija Geotehnička terenska istraživanja. Sadržaj je prilagođen nastavnom planu i programu navedenog kolegija. Također, određena poglavlja obrađuju tematiku iz nastavnog sadržaja kolegija Primijenjena geofizika i Geotehnički praktikum I. Udžbenikom se mogu služiti i studenti svih razina studija drugih sveučilišta koji se obrazuju iz područja geotehničkog inženjerstva Koristan može biti istraživačima i praktičarima koji se bave istraživanjem i kategorizacijom tla, stijena i vode. Zatim građevinarima, rudarima, ali i svima koji su na bilo koji način povezani s geotehničkom praksom.

Opseg i vrste geotehničkih istraživačkih radova određeni su odgovarajućim standardima, posebno normom geotehničkog projektiranja (Eurokod 7). Značajnu pomoć prilikom planiranja i izvođenja istraživačkih radova pružaju standarde i preporuke za pojedine vrste istraživačkih radova. Također, dobro je unaprijed upoznati mogućnosti predviđenih metoda istraživanja, pogotovo onih koje imaju izrazito multidisciplinarni karakter.

Uzimajući u obzir sve navedeno i činjenicu da ne postoji odgovarajuća literatura na hrvatskom jeziku koja na jednom mjestu nudi pregled istraživačkih radova iz područja geotehnike, mehanike stijena, inženjerske geologije i inženjerstva okoliša, potaknula je autore na pripremu ovog udžbenika. Autori su na jednom mjestu konceptualno prikazivali ciljeve, značaj i metodologiju geotehničkih i geofizičkih terenskih istraživanja

U udžbeniku su detaljno obrađene suvremene geotehničke i geofizičke in situ metode koje sve većom primjenom i kvalitetom omogućuju značajne pomake u racionalizaciji i kvaliteti geotehničkih i geofizičkih potpovršinskih istraživanja. Uz njihovu sve veću primjenu, tehnike istraživačkog bušenja i uzorkovanja postaju sekundarne, odnosno koriste se zajedno s navedenim terenskim ispitivanjima u znatno manjem opsegu.

Obrađeni su i prezentirani brojni tipični geotehnički i geofizički parametri za različite geomedije te je prikazana primjena tih podataka, kako u teoriji tako i u praksi. Nadalje, prikazane su brojne interpretacije rezultata istraživanja korelacije s fizikalno-mehaničkim karakteristikama tla i stijena, a sve je poboljšano s mnogo fotografija, slika, tablica i osnovnih izraza koji pomažu čitatelju u razumijevanju različitih pristupa. Dobivanje rezultata različitim metodama pruža provjeru kvalitete provedenih istraživanja jer često elaborirati, studije ili projekti mogu imati različita tumačenja samo zbog primjene neadekvatne metode istraživanja.

U pojedinačnim dijelovima ovog udžbenika mogu se dobiti različita tumačenja nekih pojmova ili postupaka, na temelju različitih književnih izvora i metoda istraživanja lako se pokušalo racionalizirati neke od spomenutih nedostataka zaključilo se kako i u postojećim tekstovima i radovima ima mnogo neriješenih pitanja pa ih zato ni ovaj udžbenik ne pokušava izbjeći.

Udžbenik Geotehnička i geofizička terenska istraživanja pruža uvid u metode terenskih istraživačkih radova za tla i stijene koji se temelje na načelima mehanike tla i stijena. Teorijski (opisni) dijelovi knjige ispravljeni su s mnogo autorskih slika i tablica, prikupljenih i izrađenih tijekom brojnih istraživanja na terenu te obrade i interpretacije dobivenih podataka.

Udžbenik je podijeljen na sedam poglavlja. Prvo poglavlje čini uvod u geotehničke terenske istraživačke radove, čija je avma izrada inženjersko-geološkog profila koji se obično nalazi u sastavu geotehničkog elaborata. Prikazani su primjer interjersko-geoloških profila s interpretacijom, dobiveni terenskim istraživanjima na različitim lokacijama na području Republike Hrvatske. Također su ukratko opisana osnovna načela i podjela eurokodova s ​​naglaskom na Eurokod 7. Sva istraživanja i projektiranja u geotehničkoj praksi na području Europske unije moraju biti u skladu s Eurokodom 7.

U drugom poglavlju predstavljaju se vrste istraživanja uz terensku identifikaciju tla i stijena. Terenska identifikacija je od velike važnosti za dobivanje početnog uvida u istraženo područje i određivanje lokacije izvođenja terenskih radova. Treće poglavlje odnosi se na osnove laboratorijskih ispitivanja bez kojih nije moguće kvalitativno i u potpunosti interpretirati podatke dobivene na terenu (određivanje granulometrijskog sastava tla, Atterbergovih granica, stišljivosti, posmične čvrstoće, propusnosti, zbijenosti i dr.). Navedene su klasifikacije tla koje se najviše koriste u Republici Hrvatskoj (USCS ESCS) klasifikacije stijena koje su u primjeni u geoinženjerstvu.

Poglavlja četiri, pet i šest čine glavni dio ovog udžbenika jer su upravo u tim poglavljima detaljno obrađeni terenski Istraživački radovi. U četvrtom poglavlju obrađene su metode i tehnologije istraživačkog bušenja, isplačne crpke, jezgrovanje Uzorkovanje poremećenih i neporemećenih uzoraka i sličnih in situ geotehničkih istraživanja (CPT, DMT, SPT, DPL, DPH PMT i dr.) kvalitativno su obrađena u petom poglavlju Geofizička ispitivanja u 2D 3D prikazu (ERT, RF, MASW, GPR) opisana su u šestom poglavlju. U navedenim poglavljima detaljno su opisani postupci različitih metoda istraživanja dani su brojni primjenski rezultati ispitivanja na terenu te njihova interpretacija.

Sedmo poglavlje bavi se in situ ispitivanjima propusnosti u tlu. Takva ispitivanja izvode se na terenu (iz bušotina piezometara), poput utvrđenih rješenja za procjenu hidrauličke vodljivosti u obliku pokušaja crpljenja (recovery, step konstant lest). U ovom se poglavlju obrađuju i tipovi vodonosnika, zdenci, mjerenje propusnosti metodom Lefranc Lugean te slug-testom i sl. Prije opisa postupka izvođenja navedenih metoda daju teorijske osnove vezane za karakteristike vodonosnika hidrauličku vodljivost (propusnost), potrebne za razumijevanje navedenih terenskih metoda.

Recenzijama prof. dr sc. Mehi-Saši Kovačeviću, prof. dr. sc. Sanji Kapelj, prof. dr. sc. Kreši Ivandiću i izv. prof. dr. sc. Hrvoju Meašku, zahvaljujemo na vrijednim primjenama i sugestijama kojima su pomogli u oblikovanju obogaćivanja sadržaja ove knjige. Također, veliku zahvalu dugujemo Goranu Jeftiću, dipl. ing. geot., tehničkom voditelju Geotehničkog laboratorija i suradniku u nastavi iz kolegija Geotehnički praktikum I i II, na materijalima i obradama vezanim za laboratorijska ispitivanja tla. Zasluge za tehničko oblikovanje knjige pripadaju kolegici Anji Bek mag ing amb. Zahvaljujemo brojnim kolegama, prvenstvenom prof. dr. sc. Josipu Mesecu i nasl. doc. dr. sc. Kosti Urumoviću, budući da su mnogi dijelovi različitih poglavlja proizašli iz njihovih sugestija, radnih rasprava i bogate terenske prakse.

Posebnu zahvalnost izražavamo Geotehničkom fakultetu u Varaždinu Sveučilišta u Zagrebu, na kojem smo uz studentske dane neki od nas proveli i veliki dio radnog vijeka i gdje nam je uz podršku dekana dr. sc. Hrvoja Meaškog Izv, prof., omogućeno pisanje i tiskanje ove knjige.