Hrvatsko geotehniko drutvo HGD Okrugli stol Zagreb 16

Hrvatsko geotehničko društvo (HGD) Okrugli stol, Zagreb, 16. 02. 2015. EUROPSKA KLASIFIKACIJA TLA ZA INŽENJERSKE POTREBE (ESCS) Prof. dr. sc. Meho Saša Kovačević Doc. dr. sc. Danijela Jurić-Kaćunić Sveučilište u Zagrebu, Građevinski fakultet

SADRŽAJ 1. Uvod 2. USCS klasifikacija tla 3. BSCS klasifikacija tla 4. AC klasifikacija tla u Republici Hrvatskoj 5. Jedinstvena klasifikacija tla u Republici Hrvatskoj 6. ESCS klasifikacija tla

Uvod Klasifikacija tla je skup procedura pomoću kojih se veliki broj različitih vrsta tla koja se nalaze u prirodi, razvrstava u grupe sličnih mehaničkih karakteristika i ponašanja pod djelovanjem opterećenja. Stavljanje tla koje se ispituje, u pojedinu, unaprijed definiranu grupu, inženjerima širom svijeta olakšava proučavanje i razumijevanje dobivenih rezultata ispitivanja tla te međusobnu komunikaciju i usporedbu rezultata dobivenih u različitim laboratorijima. Klasifikacija omogućava da se u grubim crtama ocijeni o kakvom se materijalu radi i u kojem rasponu se može očekivati da će se njegove mehaničke karakteristike kretati.

Uvod Počeci inženjerskog klasificiranja tla vezani su isključivo na podjelu prema veličini zrna odnosno granulometrijskom sastavu tla. Takvi sustavi zasnivali su se na teksturi tla, odnosno relativnim odnosima udjela pijeska, praha i gline u ukupnoj masi ispitivanog tla dobivenih pokusima sijanja i sedimentacije odnosno areometriranja. Teksturne klasifikacije tla prvi je detaljno istražio Atterberg početkom 20. stoljeća (Atterberg, 1905, 1912). Najpoznatija teksturna klasifikacija tla je USDA (U. S. Department of Agriculture). Razvijena je 1938. godine i do danas je nekoliko puta modificirana. Zasniva se na korištenju trokutastog klasifikacijskog dijagrama koji su predložili Davis i Bennett (1927). Danas se više koristi u poljoprivredi a manje u geotehničkom inženjerstvu.

Uvod Još je Atterberg početkom 20. stoljeća ukazao na činjenicu da se klasificiranje tla u grupe sličnog ponašanja ne može obavljati samo na temelju granulometrijskog sastava, već da je nužno uključiti i granice konzistencije. Pokus sijanja pokazuje samo udio sitnozrnog tla u ukupnoj masi uzorka. Pokus sedimentacije rezultira raspodjelom pojedinih frakcija sitnozrnog tla u ukupnoj masi promatranog uzorka, ali ne daje nikakve detaljnije informacije o kojoj se vrsti tla radi. Čestice gline su premale da bi se mogle raspoznati prostim okom osim ako se koristi elektronski mikroskop. Identifikacija minerala gline rendgenskom difrakcijom je preduga i preskupa za inženjerske potrebe.

Uvod Pokusi koji se koriste za određivanje granice tečenja i granice plastičnosti su dva osnovna inženjerska pokusa koji omogućavaju klasifikaciju glina i procjenu mogućih tipova minerala gline. Sitnozrna tla se uobičajeno klasificiraju pomoću dijagrama plastičnosti kod kojeg se na apscisu nanosi vrijednost granice tečenja, w. L, a na ordinatu vrijednost indeksa plastičnosti, IP. Dijagram plastičnosti je prema hrvatskoj normi HRN EN ISO 146882 podijeljen u tri zone, ovisno o vrijednosti granice tečenja, pomoću kojih se koherentno tlo dijeli prema stupnju plastičnosti na: - glina ili prah niske plastičnosti, - glina ili prah srednje plastičnosti i - glina ili prah visoke plastičnosti.

Uvod Dijagram plastičnosti za ESCS klasifikaciju

Uvod Dijagram plastičnosti se još naziva i „A-dijagram“. A-linija je definirana odnosom: Tla čiji se par vrijednosti (w. L, IP) nalazi na ili iznad A-linije na dijagramu plastičnosti smatraju se glinama, a tla čiji se par vrijednosti (w. L, IP) nalazi ispod A-linije smatraju se prahovima. U-linija provizorno je napravljena gornja granica za sve vrste tla koja je izvedena na temelju eksperimentalnih opažanja, a dana je odnosnom:

Uvod A-linija se uzima kao referentna ravnina koja ne predstavlja dobro definiranu granicu između vrsta koherentnih tla nego koja je također izvedena na temelju mnoštva eksperimentalnih opažanja. Tako se na primjer zdrobljena kreda čije su čestice veličine praha i koja ima 98. 5% kalcij karbonata nalazi iznad A-linije dok se čista kaolinska glina nalazi ispod A-linije. Još je dvojbena situacija sa mineralima gline gdje kod značajnog broja par vrijednosti (w. L, IP) pada ispod A-linije. Neki od poznatijih minerala glina su: ilit, kaolnit, Morganza Louisiana glina, Attapulgite i Mexico City glina.

Uvod

Uvod Ispravno je zaključit da se uzorci koherentnog tla koji se nalaze ispod A-linije ne mogu automatski zvati prah, niti se uzorci koji se nalaze iznad A-linije mogu zvati glina. No, bez obzira na sve te činjenice i nedostatke A-linije, svi značajniji svjetski standardi koriste dijagram plastičnosti za klasifikaciju koherentnih tla.

Uvod Za potrebe projektiranja prometnica razvijena je 1929. godine AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) klasifikacija, koja osim granulometrijskog sastava uzima u obzir i granice konzistencije koherentnih čestica tla. Za potrebe projektiranja zračnih luka za vrijeme II. svjetskog rata, 1942. godine, razvio je Arthur Casagrande ACS (Airfield Classification System) klasifikaciju koja je kao i AASHTO klasifikacija uključivala granulometrijski sastav i granice konzistencije koherentnih čestica tla. Modificiranjem ACS klasifikacije nastala je 1952. godine USCS (Unified Soil Classification System) klasifikacija. To je danas najrašireniji klasifikacijski sustav u svijetu. Na principima USCS nastale su klasifikacije koje su postale sastavni dio nacionalnih normi kao što su američka norma (ASTM) i britanska norma (BS) te klasifikacije koje se koriste u Republici Hrvatskoj.

USCS klasifikacija USCS (Unified Soil Classification System) klasifikacija razvijena je 1952. godine nakon što je nekoliko američkih vladinih agencija modificiralo i prilagodilo ACS (Airfield Classification System) klasifikaciju. Više puta je modificirana i uključena je u američku normu ASTM D 2487 -11. Prema USCS klasifikaciji tlo se dijeli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo i visoko organsko tlo. Za klasificiranje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije. Osnovna ideja klasificiranja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva slova. Iznimka su slučajevi kada se tlo označava dvojnim simbolima koji se sastoje od četiri slova.

USCS klasifikacija Prvo slovo kod krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: G – šljunak (engl. Gravel), S – pijesak (engl. Sand). Drugo slovo kod krupnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: W – dobro graduirani pijesak ili šljunak (engl. Well graded), P – slabo graduirani pijesak ili šljunak (engl. Poorly graded), M – prašinasti pijesak ili šljunak (engl. Silty), C – glinoviti pijesak ili šljunak (engl. Clayey).

USCS klasifikacija Prvo slovo kod sitnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: M – prah (Sweden Mjala, engl. Silt), C – glina (engl. Clay), O – organsko tlo (engl. Organic). Drugo slovo kod sitnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: L – niske plastičnosti (engl. Low plasticity), posna za glinu (engl. Lean), H – visoke plastičnosti (engl. High plasticity), masna za glinu (engl. Fat), elastični za prah (engl. Elastic). Visoko organsko tlo ima dvoslovni simbol glavne grupe tla: PT – treset (engl. Peat).

USCS klasifikacija Šljunak (više od 50% ostaje na situ br. 4 - 4. 75 mm) Pijesak (50% ili više prolazi kroz sito br. 4 - 4. 75 mm) KRUPNOZRNA TLA (više od 50% ostaje na situ br. 200 - 0. 075 mm) Kriteriji za dodjeljivanje simbola i naziva pojedinim grupama tla na osnovi laboratorijskih ispitivanja A Čisti šljunak (manje od 5% sitnih čestica E) cu ≥ 4 i 1 ≤ cc ≤ 3 C cu < 4 i/ili 1 > cc > 3 C Sitne čestice se klasificiraju kao Šljunak sa sitnim česticama ML ili MH (više od 12% Sitne čestice se sitnih čestica E) klasificiraju kao CL ili CH Čisti pijesak (manje od 5% sitnih čestica I) Klasifikacija tla Naziv Simbol grupe. B Dobro GW graduirani šljunak. D Slabo GP graduirani šljunak. D GM Prašinasti šljunak. D, F, G GC Glinoviti šljunak. D, F, G cu ≥ 6 i 1 ≤ cc ≤ 3 C SW cu < 6 i/ili 1 > cc > 3 C SP Sitne čestice se klasificiraju kao Pijesak sa sitnim ML ili MH česticama (više od 12% Sitne čestice se sitnih čestica I) klasificiraju kao CL ili CH Dobro graduirani pijesak. H Slabo graduirani pijesak. H SM Prašinasti pijesak. F, G, H SC Glinoviti pijesak. F, G, H

USCS klasifikacija Prahovi i gline (granica tečenja manja od 50%) Prahovi i gline (granica tečenja veća od 50%) SITNOZRNA TLA (50% ili više prolazi kroz sito br. 200 - 0. 075 mm) Kriteriji za dodjeljivanje simbola i naziva pojedinim grupama tla na osnovi laboratorijskih ispitivanja A IP > 7 i na ili iznad A-linije J Anorganski IP < 4 ili ispod A-linije. J Visoko organsko tlo Organski Anorganski Organski Klasifikacija tla CL Posna glina. K, L, M ML Prah. K, L, M Organska glina. K, L, M, N (Granica tečenja -sušenje u peći) / (Granica tečenja - bez sušenja u peći) < 0. 75 OL IP na ili iznad A -linije CH IP ispod A-linije MH (Granica tečenja -sušenje u peći) / (Granica tečenja - bez sušenja u peći) < 0. 75 OH Primarno organska materija, tamne boje i organskog mirisa PT Organski prah. K, L, M, O Masna glina. K, L, M Elastični prah. K, L, M Organska glina. K, L, M, P Organski prah. K, L, M, Q Treset

USCS klasifikacija

BSCS klasifikacija BSCS (British Soil Classification System) klasifikacija razvijena je 1981. godine. Nastala je na temeljima ACS (Airfield Classification System) klasifikacije i prilagođena mehaničkim karakteristikama tla koji prevladavaju u Velikoj Britaniji. Više puta je modificirana i uključena je u britansku normu BS 5930: 1999 Prema BSCS klasifikaciji tlo se dijeli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo, organsko tlo i treset. Za klasificiranje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije. Osnovna ideja klasificiranja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva ili tri slova.

BSCS klasifikacija Prvo slovo u simbolu krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: G – šljunak, S – pijesak. Ako krupnozrno tlo sadrži sitne čestice (manje od 0. 06 mm), relativno mala količina može tlo pretvoriti u masu u kojoj prevladavaju sile kohezije i karakteristike sitnih čestica. Smatra se da se tlo koje sadrži 35 % ili više sitnih čestica ponaša kao sitnozrno (koherentno - prah i glina). Sadržaj sitnih čestica kod krupnozrnog tla prikazuje se dodatnim simbolima - F: G-F – šljunak s malo sitnih čestica (5 -15%), S-F – pijesak s malo sitnih čestica (5 -15%), GF – šljunak s puno sitnih čestica (15 -35%), SF – pijesak s puno sitnih čestica (15 -35%).

BSCS klasifikacija Simbol F se zamjenjuje drugim i trećim slovom u simbolu krupnozrnog tla koji opisuju karakteristike glavne grupe: W – dobro graduirani pijesak ili šljunak, P – slabo graduirani pijesak ili šljunak, Pg – slabo graduirani pijesak ili šljunak s 0 -5% sitnih čestica, Pu – jednolično graduirani pijesak ili šljunak s 0 -5% sitnih čestica, M – prašinasti pijesak ili šljunak, C – glinoviti pijesak ili šljunak, L – sitnozrne čestice (15 -35%) niske plastičnosti, I – sitnozrne čestice (15 -35%) srednje plastičnosti, H – sitnozrne čestice (15 -35%) visoke plastičnosti, V – sitnozrne čestice (15 -35%) vrlo visoke plastičnosti, E – sitnozrne čestice (15 -35%) ekstremno visoke plastičnosti.

BSCS klasifikacija Prvo slovo u simbolu sitnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: M – prah, C – glina. Drugo slovo u simbolu sitnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: G – šljunkoviti prah ili glina, S – pjeskoviti prah ili glina, L – niske plastičnosti, I – srednje plastičnosti, H – srednje plastičnosti, V – visoke plastičnosti, E – vrlo visoke plastičnosti. Organsko tlo ima simbol – O i dodaje se kao treće slovo na kraju simbola bilo koje krupnozrne ili sitnozrne grupe tla. Treset je zasebna grupa tla koja ima simbol – Pt.

BSCS klasifikacija GRUPNI SIMBOLI Šljunak Više od 50% krupnozrnog materijala je šljunak (čestice veće od 2 mm) Pijesak 50% ili više krupnozrnog materijala je pijesak (čestice manje od 2 mm) KRUPNOZRNO TLO (manje od 35% materijala je manje od 0. 06 mm) GLAVNA PODJELA GW G GPu/GPg Jednolično/slabo graduirani šljunak Dobro graduirani prašinasti/glinoviti šljunak GPM/GPC Slabo graduirani prašinasti/glinoviti šljunak GML, GMI… Vrlo prašinasti šljunak (prah niske, srednje… plastičnosti) GCL, GCI… Vrlo glinoviti šljunak (glina niske, srednje… plastičnosti) GF SW SPu/SPg Jednolično/slabo graduirani pijesak Dobro graduirani prašinasti/glinoviti pijesak SPM/SPC Slabo graduirani prašinasti/glinoviti pijesak SML, SMI… Vrlo prašinasti pijesak (prah niske, srednje… plastičnosti) SCL, SCI… Vrlo glinoviti pijesak (glina niske, srednje… plastičnosti) SF 0 - 5 5 - 15 15 - 35 Dobro graduirani pijesak SWM/SWC S-F ČESTICE MANJE OD 0. 06 mm (%) Dobro graduirani šljunak GWM/GWC G-F S PREPORUČENI NAZIV GRUPA TLA 0 - 5 5 - 15 15 - 35

BSCS klasifikacija Šljunkoviti ili pjeskoviti prah ili glina (35 do 65% finih čestica) Prah (65 do 100% finih čestica) Glina (65 do 100% finih čestica) SITNOZRNO TLO (35% ili više materijala je manje od 0. 06 mm) GLAVNA PODJELA ORGANSKO TLO TRESET GRUPNI SIMBOLI MG MLG, MIG… CG CLG, CIG… MS MLS, MIS… CS CLS, CIS… M C O Šljunkoviti prah (prah niske, srednje… plastičnosti) Šljunkovita glina (glina niske, srednje… plastičnosti) Pjeskoviti prah (prah niske, srednje… plastičnosti) Pjeskovita glina (glina niske, srednje… plastičnosti) GRANICA TEČENJA (%) ML Prah niske plastičnosti MI Prah srednje plastičnosti 35 - 50 MH Prah visoke plastičnosti 50 - 70 MV Prah vrlo visoke plastičnosti 70 - 90 ME Prah ekstremno visoke plastičnosti > 90 CL Glina niske plastičnosti < 35 CI Glina srednje plastičnosti 35 - 50 CH Glina visoke plastičnosti 50 - 70 CV Glina vrlo visoke plastičnosti 70 - 90 CE Glina ekstremno visoke plastičnosti MHO, CLO… Pt PREPORUČENI NAZIV GRUPA TLA < 35 > 90 Organska materija u značajnim količinama (organski prah, glina visoke, niske… plastičnosti) Tlo pretežno sastavljeno od biljnih ostataka (vlaknastih ili amorfnih)

BSCS klasifikacija Dijagram plastičnosti prema BSCS klasifikaciji tla

AC klasifikacija tla u RH U Republici Hrvatskoj se dugo vremena primjenjivalo nekoliko varijanti AC klasifikacije. Najveću primjenu imala je varijanta koju je prikazao Nonveiller (1990). Prema AC klasifikaciji tlo se dijeli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo i treset. Za klasificiranje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije. Osnovna ideja klasificiranja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva ili tri slova.

AC klasifikacija tla u RH Prvo slovo u simbolu krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: G – šljunak, S – pijesak. Drugo i treće slovo u simbolu krupnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: W – dobro graduirani pijesak ili šljunak, P – slabo graduirani pijesak ili šljunak, U – jednolično graduirani pijesak ili šljunak, C – dobro graduirani pijesak ili šljunak s glinovitim vezivom, Fs – slabo graduirani pijesak ili šljunak s prekomjerno praha, Fc – slabo graduirani pijesak ili šljunak s prekomjerno gline.

AC klasifikacija tla u RH Prvo slovo u simbolu sitnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: M – prah, C – glina, O – organsko tlo. Drugo slovo u simbolu sitnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: L – niske plastičnosti, I – srednje plastičnosti, H – visoke plastičnosti. Treset je zasebna grupa tla koja ima simbol – Pt.

AC klasifikacija tla u RH GRUPNI SIMBOLI GFC NAZIV I OPIS GRUPA TLA Šljunak s pjeskovito-glinovitim vezivom. Dobro graduirana šljunkovito-pjeskovita mješavina s izvrsnim vezivom. Šljunak dobro graduiran. Dobro graduirani šljunak i šljunkovito-pjeskovite mješavine. Malo ili ništa finih čestica. Šljunak slabo graduiran. Slabo graduirani šljunak i šljunkovito-pjeskovite mješavine. Malo ili ništa finih čestica. Šljunak jednoličan. Šljunak sa samo stanovitim frakcijama uskog granulometrijskog područja. Bez finih čestica. Šljunak s prekomjerno praha. Vrlo prašinasti šljunak slabo graduirane šljunkovito-pjeskovito-prašinaste mješavine. Šljunak s prekomjerno gline. Glinoviti šljunak, slabo graduirane šljunkovito-pjeskovito-glinene mješavine. SC Pijesak s glinovitim vezivom. Dobro graduirani pijesak s izvrsnim glinovitim vezivom. SW Pijesak dobro graduiran. Dobro graduirani pijesak i šljunkoviti pijesak. Malo ili ništa finih čestica. SP Pijesak slabo graduiran. Slabo graduirani pijesak i šljunkoviti pijesak. Malo ili ništa finih čestica. Šljunak GC GW GP Pijesak Šljunkovita tla GU GFS SFS Pijesak jednoličan. Pijesak sa samo stanovitim frakcijama uskog granulometrijskog područja. Bez finih čestica. Pijesak s prekomjerno praha. Vrlo prašinasti pijesak slabo graduirane pjeskovito-prašinaste mješavine. SFC Pijesak s prekomjerno gline. Glinoviti pijesak, slabo graduirane pjeskovito-glinovite mješavine. SU Pjeskovita tla Šljunak i šljunkovita tla (više od 50% krupnih čestica je veće od 2 mm) Pijesak i pjeskovita tla (50% ili više krupnih čestica je manje od 2 mm) KRUPNOZRNA TLA (više od 50% materijala ostaje na situ otvora 0. 06 mm) GLAVNA PODJELA

AC klasifikacija tla u RH Organska tla Prašinasta i glinovita tla male stišljivosti. GRUPNI SIMBOLI Prašinasta i glinovita tla srednje tla visoke stišljivosti. SITNORNA TLA (50% ili više materijala prolazi kroz sito otvora 0. 06 mm) GLAVNA PODJELA ML CL OL MI CI OI MH CH OH Pt NAZIV I OPIS GRUPA TLA Prah. Anorganski prah i vrlo fini pijesak, kameno brašno, brašnasti ili glineni pijesak niske plastičnosti. Glina prašinasta. Anorganske gline niske plastičnosti, pjeskovite gline, prašinaste gline. Prah organski. Organski prah i organske prašinaste gline niske plastičnosti. Prah glinoviti. Glinoviti prah, pjeskoviti glinoviti prah, srednje stišljiv. Glina posna. Anargonske gline srednje plastičnosti, srednje stišljive. Glina organska srednje plastičnosti. Organske gline srednje stišljive. Tinjčasta i dijatomejska tla. Tinjčasti ili dijatomejski fini pijesak ili prašinasti. Pijesak elastični prah vrlo stišljiv. Glina masna. Anorganske gline visoke plastičnosti vrlo stišljive. Glina organska visoke plastičnosti. Organske gline vrlo stišljive. Tresetasta tla. Treset i ostala jako organska močvarna tla.

AC klasifikacija tla u RH

Jedinstvena klasifikacija tla u RH U Republici Hrvatskoj je u primjeni i jedna od starijih verzija USCS klasifikacije prilagođena usvojenim normama za veličine otvora na situ. Prema Jedinstvenoj klasifikaciji tlo se dijeli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo i visoko organsko tlo. Za klasificiranje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije. Osnovna ideja klasificiranja je označavanje tla simbolima koji se sastoje od dva, iznimno od četiri slova.

Jedinstvena klasifikacija tla u RH Prvo slovo u simbolu krupnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: G – šljunak, S – pijesak. Drugo slovo u simbolu krupnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: W – dobro graduirani pijesak ili šljunak, P – slabo graduirani pijesak ili šljunak, M – prašinasti pijesak ili šljunak, C – glinoviti pijesak ili šljunak.

Jedinstvena klasifikacija tla u RH Prvo slovo u simbolu sitnozrnog tla predstavlja oznaku glavnih grupa tla: M – prah, C – glina, O – organsko tlo. Drugo slovo u simbolu sitnozrnog tla opisuje karakteristike glavne grupe: L – niske plastičnosti, H – visoke plastičnosti. Visoko organsko tlo ima dvoslovni simbol glavne grupe tla: Pt – treset.

Jedinstvena klasifikacija tla u RH Šljunak (više od 50% ostaje na situ otvora 2 mm) Pijesak (50% ili više prolazi kroz sito otvora 2 mm) KRUPNOZRNA TLA (više od 50% ostaje na situ otvora 0. 06 mm) Kriteriji za dodjeljivanje simbola i naziva pojedinim grupama tla na osnovi laboratorijskih ispitivanja Klasifikacija tla Simbol Čisti šljunak cu ≥ 4 i 1 ≤ cc ≤ 3 GW Manje od 5% sitnih čestica. A cu < 4 i/ili 1 > cc > 3 GP Naziv grupe Dobro graduirani šljunak Slabo graduirani šljunak Sitne čestice se Šljunak sa sitnim klasificiraju kao česticama ML ili MH GM Prašinasti šljunak. B Više od 12% sitnih čestica. A Sitne čestice se klasificiraju kao CL ili CH GC Glinoviti šljunak. B Čisti pijesak cu ≥ 6 i 1 ≤ cc ≤ 3 SW Manje od 5% sitnih čestica. C cu < 6 i/ili 1 > cc > 3 SP Dobro graduirani pijesak Slabo graduirani pijesak Sitne čestice se Pijesak sa sitnim klasificiraju kao česticama ML ili MH SM Prašinasti pijesak. B Sitne čestice se klasificiraju kao CL ili CH SC Glinoviti pijesak. B Više od 12% sitnih čestica. C

Jedinstvena klasifikacija tla u RH Prahovi i gline (granica tečenja manja od 50%) Prahovi i gline (granica tečenja veća od 50%) SITNOZRNA TLA (50% ili više prolazi kroz sito otvora 0. 06 mm) Kriteriji za dodjeljivanje simbola i naziva pojedinim grupama tla na osnovi laboratorijskih ispitivanja Visoko organsko tlo Anorganski Organski IP > 7 i iznad A -linije. D IP < 4 ili ispod A-linije. G Klasifikacija tla Simbol CL ML Glina niske plastičnosti Prah niske plastičnosti OL Organsko tlo niske plastičnosti IP iznad Alinije CH Glina visoke plastičnosti IP ispod Alinije MH Prah visoke plastičnosti OH Organsko tlo visoke plastičnosti Ispod A-linije Anorganski Organski Naziv grupe Ispod A-linije Tamne boje i organskog mirisa Pt Treset

Jedinstvena klasifikacija tla u RH

ESCS klasifikacija U najvećem broju europskih zemalja dugi niz godina korištene su neke od prikazanih klasifikacija tla ili su razvijene njihove modificirane verzije, ovisno o lokalnim uvjetima u tlu. U cilju povećanja kvalitete, sigurnosti, pouzdanosti, efikasnosti, kompatibilnosti i komunikacije između stručnjaka iz područja geotehnike, ISO (International Standards Organisation) i CEN (Comité Européen de Normalisation) su razvili norme za opis i identifikaciju tla te definirali načela klasifikacije tla, koje se po načinu označavanja tla bitno razlikuju od, do tada korištenih, nacionalnih klasifikacija.

ESCS klasifikacija Tehnički odbor ISO/TC 182 "Geotechnics" u suradnji s Tehničkim odborom CEN/TC 341 “Geotechnical Investigation and Testing” pripremili su 2002. godine normu koja se odnosi na opis tla pod nazivom: Geotechnical investigation and testing – Identification and classification of soil – Part 1: Identification and description (EN ISO 14688 -1: 2002). Amandman na ovu normu usvojen je 2013. godine (EN ISO 14688 -1: 2002/A 1: 2013). Isti odbor je 2004. godine pripremio normu koja se odnosi na načela klasifikacije tla pod nazivom: Geotechnical investigation and testing – Identification and classification of soil – Part 2: Principles for a classification (EN ISO 14688 -2: 2004). Amandman na ovu normu usvojen je 2013. godine (EN ISO 14688 -1: 2004/A 1: 2013).

ESCS klasifikacija Do danas su se 34 europske zemlje, među kojima i Hrvatska, kao članice CEN, preko svojih nacionalnih organizacija za normizaciju, obvezale prihvatiti i implementirati europske norme. Hrvatski zavod za norme na prijedlog tehničkog odbora HZN/TO 182/PO 2, „Geotehničke konstrukcije“ prihvatio je 2008. godine europske norme u izvorniku na engleskom jeziku kao hrvatske norme pod oznakama HRN EN ISO 14688 -1: 2008 i HRN EN ISO 146882: 2008. Na prijedlog istog odbora prihvaćeni su 2013. godine i amandmani na norme koji nose oznake HRN EN ISO 146881: 2008/A 1: 2013 en i HRN EN ISO 14688 -2: 2008/A 1: 2013 en.

ESCS klasifikacija Nakon prihvaćanja europskih normi nije došlo do naglog niti do postupnog prelaska na novi način opisivanja, identificiranja i klasificiranja tla. Razlozi za to su subjektivne i objektivne prirode. Subjektivni razlozi leže u otežanom prihvaćanju novog načina označavanja tla (npr. prah se ne označava s M nego sa Si) te u velikoj prisutnosti američkih knjiga i časopisa u okruženju što dovodi do dominacije USCS klasifikacije. Objektivni razlozi leže u činjenici da su europskim normama prikazana samo načela klasifikacije ali i ne klasifikacija tla u cjelini. Ostavljena je mogućnost razvoja cjelovite klasifikacije temeljene na prikazanim načelima na nacionalnoj ili projektnoj razini. U takvoj situaciji inženjeri u praksi nemaju mogućnost provesti klasificiranje tla prema europskoj normi što dovodi do nastavka korištenja nekih od ranije usvojenih nacionalnih normi.

ESCS klasifikacija U cilju prevladavanja subjektivnih i objektivnih razloga te prelaska na novi način označavanja tla razvili su Kovačević i Jurić-Kaćunić (2014), na načelima europske norme, cjelovitu europsku klasifikaciju tla za inženjerske potrebe ESCS (European Soil Classification System). Prema ESCS klasifikaciji tlo se dijeli na: krupnozrno tlo, sitnozrno tlo i organsko tlo. Za klasificiranje tla koriste se granulometrijski sastav tla i granice konzistencije. Osnovna ideja klasificiranja je označavanje tla simbolima koji predstavljaju glavnu i sekundarne frakcije od kojih se tlo sastoji. Glavna frakcija tla određuje inženjerska svojstva tla. Sekundarne frakcije ne određuju, ali utječu na inženjerska svojstva tla.

ESCS klasifikacija Glavna frakcija krupnozrnih tla označava se simbolima koji se sastoje od dva slova, od kojih se prvo piše velikim slovom: Gr – šljunak (engl. gravel), Sa – pijesak (engl. sand).

ESCS klasifikacija Prva sekundarna frakcija krupnozrnaih tla koja najviše utječe na inženjerska svojstva tla označava se simbolima koji se sastoje od dva mala slova, koja se pišu ispred glavne frakcije: sa. Gr – pjeskoviti šljunak, si. Gr – prašinasti šljunak, cl. Gr – glinoviti šljunak, gr. Sa – šljunkoviti pijesak, si. Sa – prašinasti pijesak, cl. Sa – glinoviti pijesak. Druga sekundarna frakcija koja utječe na inženjerska svojstva tla se također označava simbolima koji se sastoje od dva mala slova, koja se pišu ispred prve sekundarne i glavne frakcije: sasi. Gr – pjeskoviti prašinasti šljunak.

ESCS klasifikacija Krupnozrna tla se dodatno označavaju s obzirom na stupanj graduiranosti. Iza oznake glavne frakcije dodaje se veliko slovo: W – dobro graduirani (engl. well graded) pijesak ili šljunak, M – srednje graduirani (engl. medium graded) pijesak ili šljunak, P – slabo graduirani (engl. poor graded) pijesak ili šljunak.

ESCS klasifikacija Glavna frakcija sitnozrnih tla označava se simbolima koji se sastoje od dva slova, od kojih se prvo piše velikim slovom: Si – prah (engl. silt), Cl – glina (engl. clay), Or – organsko tlo (engl. organic).

ESCS klasifikacija Prva sekundarna frakcija koja najviše utječe na inženjerska svojstva tla označava se simbolima koji se sastoje od dva mala slova, koja se pišu ispred glavne frakcije: gr. Si – šljunkoviti prah, sa. Si – pjeskoviti prah, cl. Si – glinoviti prah, gr. Cl – šljunkovita glina, sa. Cl – pjeskovita glina, si. Cl – prašinasta glina, or. Si – organski prah, or. Cl – organska glina, sa. Or – pjeskovito organsko tlo, si. Or – prašinasto organsko tlo, cl. Or – glinovito organsko tlo.

ESCS klasifikacija Druga sekundarna frakcija koja utječe na inženjerska svojstva tla se također označava simbolima koji se sastoje od dva mala slova, koja se pišu ispred prve sekundarne i glavne frakcije: sacl. Si – pjeskoviti glinoviti prah. Sitnozrna tla se dodatno označavaju s obzirom na plastičnost. Iza oznake glavne frakcije dodaje se veliko slovo: L – niske plastičnosti (engl. low plasticity), I – srednje plastičnosti (engl. medium plasticity), H – visoke plastičnosti (engl. high plasticity).

ESCS klasifikacija Šljunak (više od 50% ostaje na situ otvora 2 mm) Pijesak (50% ili više prolazi kroz sito otvora 2 mm) KRUPNOZRNA TLA (više od 50% ostaje na situ otvora 0. 063 mm) Kriteriji za dodjeljivanje simbola i naziva pojedinim grupama tla na osnovi laboratorijskih ispitivanja. A cu ≥ 15 i 1 ≤ cc ≤ 3 C Čisti šljunak 6 < cu < 15 i (manje od 5% cc < 1 C sitnih čestica. E, F) cu < 6 i/ili cc < 1 C Sitne čestice se Šljunak sa sitnim klasificiraju kao česticama si. L, si. I ili si. H (više od 15% sitnih Sitne čestice se klasificiraju kao čestica. E, F) cl. L, cl. I ili cl. H cu ≥ 15 i 1 ≤ cc ≤ 3 C Čisti pijesak 6 < cu < 15 i (manje od 15% cc < 1 C sitnih čestica. F, H) cu < 6 i/ili cc < 1 C Sitne čestice se Pijesak sa sitnim klasificiraju kao česticama si. L, si. I ili si. H (više od 15% sitnih Sitne čestice se klasificiraju kao čestica. F, H) cl. L, cl. I ili cl. H Simbol Klasifikacija tla Naziv grupe. B Gr. W Dobro graduirani šljunak. D Gr. M Srednje graduirani šljunak. D Gr. P Slabo graduirani šljunak. D si. Gr Prašinasti šljunak. D cl. Gr Glinoviti šljunak. D Sa. W Dobro graduirani pijesak. G Sa. M Srednje graduirani pijesak. G Sa. P Slabo graduirani pijesak. G si. Sa Prašinasti pijesak. G cl. Sa Glinoviti pijesak. G

granica tečenja veća od 50% od 35 do 50% manja od 35% SITNOZRNA TLA (50% ili više prolazi kroz sito otvora 0. 063 mm) ESCS klasifikacija ORGANSKO TLO Na ili iznad Alinije Cl. L Glina niske plastičnosti. I Ispod A-linije Si. L Prah niske plastičnosti. I Na ili iznad Alinije Cl. I Glina srednje plastičnosti. I Ispod A-linije Si. I Prah srednje plastičnosti. I Na ili iznad Alinije Cl. H Glina visoke plastičnosti. I Ispod A-linije Si. H Prah visoke plastičnosti. I Or Organsko tlo Anorganski. F Primarno organska materija, tamne boje i organskog mirisa

ESCS klasifikacija

ESCS klasifikacija Dijagram plastičnosti za ESCS klasifikaciju

ESCS klasifikacija Primjer Sijanjem su dobivani sljedeći rezultati: postotak prolaza kroz otvora 2 mm iznosi 100%; postotak prolaza kroz otvora 0. 6 mm iznosi 98%; postotak prolaza kroz otvora 0. 2 mm iznosi 86%; postotak prolaza kroz otvora 0. 063 mm iznosi 58%; Granica tečenja i granica plastičnosti iznose w. L = 49% i w. P = 28%. Rješenje: S obzirom na to da je kroz sito otvora 0. 063 mm prošlo 58 % materijala što je više od 50 % ukupne mase tla radi se o sitnozrnom tlu.

ESCS klasifikacija Granica tečenja w. L je veća od 35% a manja od 50%. S obzirom na to da granica tečenja w. L iznosi 49% radi se o srednje plastičnom sitnozrnom materijalu. Indeks plastičnosti iznosi IP = w. L – w. P = 49 – 28 = 21%. S obzirom na to da se par vrijednosti (w. L, IP) nalazi ispod A linije tlo se klasificira kao prah. S obzirom na to da je na situ otvora 0. 063 mm ostalo više od 15% materijala od ukupne količine uzorka (100 – 58 = 42%), a da postotak šljunka iznosi 0%, prevladava pijesak, pa se grupnom simbolu dodaje naziv "pjeskoviti". Prema USCS klasifikaciji, tlo se klasificira kao pjeskoviti prah s oznakom ML. Prema ESCS klasifikaciji, tlo se klasificira kao pjeskoviti prah srednje plastičnosti s oznakom sa. Si. I.

HVALA NA PAŽNJI! prof. dr. sc. Meho Saša Kovačević, dipl. ing. građ. Pročelnik Katedre za mehaniku tla i temeljenje Predstojnik Zavoda za geotehniku +385 1 4639 250 msk@grad. hr doc. dr. sc. Danijela Jurić-Kaćunić, dipl. ing. građ. Pročelnica Katedre za mehaniku stijena i istražne radove Voditeljica geotehničkog laboratorija +385 1 4639 448 djk@grad. hr Zavod za geotehniku Građevinski fakultet, Sveučilište u Zagrebu Fra Andrije Kačića Miošića 26, 10 000 Zagreb, Croatia