Jednym z badań, jakie warto wykonać przed rozpoczęciem prac projektowych i budowlanych na wybranym gruncie, jest analiza granulometryczna. Po co się ją wykonuje i co można odczytać z kształtu i wielkości ziaren, tworzących podłoże? Jeżeli interesuje Cię ten temat lub masz w planach rozpoczęcie adaptacji gruntu, koniecznie przeczytaj poniższy tekst.
Czym jest analiza granulometryczna i jak się ją wykonuje?
Do dokładnego poznania rodzaju gruntu bardzo ważne jest, aby poznać średnią wielkość ziaren, pomoże w tym badanie uziarnienienia, inaczej składu granulometrycznego. Jest to metoda badawcza polegająca na jej mechanicznym rozdzieleniu i skatalogowaniu na poszczególne frakcje, o określonych średnicach, badanych ziaren. Po zważeniu kolejnych klas ziarnowych pozostałych na danym sicie, ustala się procentowy udział poszczególnych frakcji w badanej próbce w stosunku do całości. Pozwala to na ustalenie rodzaju i nazwy badanego gruntu oraz wykreślenie krzywej uziarnienia. Znajomość rodzaju badanego gruntu pozwala na prognozowanie jego właściwości oraz daje inżynierowi dane wyjściowe do ustalenia zakresu dalszych badań, które są niezbędne w przypadku różnego rodzaju inwestycji, zarówno tych niewielkich o charakterze prywatnym, jak i tych przygotowywanych na większą, przemysłową skalę.W zależności od wielkości ziaren analizę granulometryczną dzieli się na dwie metody badawcze. Poniżej znajdziesz krótką charakterystykę każdej z nich.
Metody badawcze
Pierwszą metodą badawczą jest analiza sitowa, stosowana dla skały okruchowej o średnicach ziarna większych, których wymiary wynoszą do 0,07 mm. Natomiast przy mniejszych wielkościach od 0,07 mm wykorzystuje się analizę areometryczną. Analizę sitową wykorzystuje się dla frakcji piaskowej i żwirowej. Polega to na przesianiu, pobranego i wysuszonego gruntu przez sita o określonych wymiarach oczek w wyniku czego ziarna o odpowiednich średnicach pozostają na kolejnych sitach. Służy do tego wytrząsarka, na której ustawia się w kolumnę komplet suchych i czystych sit, tak aby na dole znajdowało się najmniejsze oczka, a nad nim były sita z kolejno coraz większymi dziurkami. Po zważeniu oddzielonych klas można wyliczyć skład badanej próby. Na samym dole umieszcza się płaskie naczynie do zbierania najdrobniejszych frakcji przesiewu.
Drugim działaniem przeprowadzanym w ramach badań granulometrycznych jest analiza areometryczna. Stosowana dla gruntów spoistych takich jak piaski pylaste, iły czy glina. Typy te są frakcjami najmniejszymi przez co pomiar umożliwia jedynie sedymentacja, czyli opadania cząstek stałych w cieczy. Metoda ta polega na określeniu prędkości opadania ziaren w wodzie. Podczas badania dokonuje się pomiaru zmiany gęstości zawiesiny w czasie za pomocą areometru – urządzenia służącego do mierzenia zagęszczenia cieczy, w którym wykorzystuje się siły wyporu. Pierwszym krokiem jest przygotowanie jednorodnej zawiesiny poprzez dokładne wymieszanie. Cząsteczki opadają na dno, a badacz dzięki temu może wyliczyć gęstość objętościową zawiesiny – która zależy od masy. Wyznaczenie prędkość opadania cząstek, zależy od ich średnicy, zatem wylicza się średnice cząstek zależną od głębokości oraz czasu ich opadania. Co ważne za pomocą analizy areometrycznej nie wyznacza się rzeczywistych wymiarów cząstek gruntu, lecz średnice zastępcze, co w praktyce oznacza rozmiar oczka, przez które ziarno już nie przejdzie, jest to średnica cząstki kulistej o tej samej gęstości właściwej co cząstka rzeczywista, opadająca w wodzie z tą samą prędkością.
Interpretacja wyników
Po odseparowaniu i zważeniu poszczególnych formacji można określić ich cechy organoleptyczne, takie jak łupliwość, zwięzłość oraz twardość, badana na podstawie roztarcia w palcach lub moździerzu. Można również zbadać szybkość chłonięcia wody, lepkość oraz plastyczność. Na podstawie tych obserwacji oraz dzięki krzywej uziarnienia możemy łatwo określić poszczególne grupy granulometryczne, a następnie dobrać odpowiedni projekt i formę wykonania zabudowy na badanym, sprawdzonym gruncie.
Analiza granulometryczna jest niezwykle przydatna, pozwala ustalić takie cechy podłoża, których nie widać gołym okiem, a także przewidzieć jak zachowa się on w określonych warunkach atmosferycznych oraz podczas eksploatacji.
