Klasycznym rozwiązaniem na problem skomplikowanych warunków hydrogeologicznych jest zastosowanie układu przesłon pionowej i poziomej. Jest to rozwiązanie skuteczne, ale czasochłonne i znacznie obciążające budżet. Alternatywą jest zastosowanie przesłony pionowej w technologii TRENCHMIX®, DSM czy Slurry trench. Szybciej, taniej i równie skutecznie. Urszula Tomczak, Główny projektant i ekspert w Soletanche Polska zachęca, aby nie bać się optymalizacji i przywołuje przykład budowy obiektu mieszkalnego Zięby IV na warszawskim Ursynowie.
Z roku na rok coraz bardziej umacnia się potrzeba skrócenia czasu realizacji prac geotechnicznych. Cena w dalszym ciągu jest ważnym determinantem, ale to właśnie czas realizacji wysuwa się coraz częściej na prowadzenie w kontekście kluczowych wymagań jakie stawiają przed nami klienci.
Jak skrócić czas realizacji i jednocześnie zabezpieczyć wykop w taki sposób, aby wyeliminować ryzyko powstania okna filtracyjnego przy wysokim stanie wód gruntowych?
Klasycznym rozwiązaniem przy głębokich wykopach jest zastosowanie ścian szczelinowych oraz poziomej przesłony w technologii jet–grouting. To rozwiązanie nie podlega większym modyfikacjom ze względu na duże prawdopodobieństwo, że pod naporem woda wedrze się do wykopu. W takich przypadkach lepiej zastosować klasyczne metody. Nie chodzi tu tylko o ryzyko w kontekście większych kosztów związanych z odpompowywaniem wody i uszczelnianiem wykopu, ale również negatywnych skutków (osiadanie sąsiadujących budynków) jakie mogłyby wydarzyć się na skutek zachwianej gospodarki wodnej. Na więcej finezji inżynierskiej można pozwolić sobie wykonując obiekty z nieco płytszym podziemiem. Tutaj spektrum geotechnicznych możliwości znacznie się poszerza. Na problem związany z wysokim poziomem wód gruntowych można zastosować na przykład: palisadę z pali o małych średnicach, mikropali, kolumn DSM, przesłonę kopaną, ściankę z grodzic stalowych lub winylowych, czy przesłonę z jednorodnych paneli TRENCHMIX®. Co decyduje o wyborze konkretnej technologii? Przy podobnych parametrach uzyskanego zabezpieczenia zazwyczaj decyduje cena i czas wykonania.
Zobacz też:
- Soletanche generalnym wykonawcą Centrum Symulacji Medycznych WUM
- Prace fundamentowe na Południowej Obwodnicy Warszawy
Mix technologii w jednej przesłonie
Oprócz realizacji fundamentowania specjalistycznego, Soletanche Polska pracuje również jako generalny wykonawca konstrukcji łącząc prace geotechniczne z żelbetowymi. Na takich kontraktach możemy pozwolić sobie na więcej, ponieważ nie ma bariery w kontekście przekonywania generalnego wykonawcy, że nasze rozwiązane geotechniczne jest skuteczne i bezpieczne. Dajemy gwarancję na całość konstrukcji. Klient tym samym zyskuje podwójnie:
- czas, który zwykle potrzebny jest na przekazanie placu budowy i komunikację pomiędzy firmami;
- budżetowe rozwiązanie, które daje możliwość ograniczenia kosztów dzięki niestandardowemu, skrojonemu na miarę potrzeb i warunków gruntowych.
W geotechnice nie ma jednego właściwego rozwiązania i czasem warto otworzyć się na inne możliwości jeśli wpływają one znacząco na budżet czy co ważniejsze na czas wykonania. Takim kombinowanym projektem jest realizacja obudowy wykopu dla kolejnego obiektu o przeznaczeniu mieszkaniowym, który Soletanche realizuje na warszawskim Ursynowie dla jednego dla naszych wieloletnich klientów, grupy Arche.
Fot. Widok na budowę budynku mieszkalnego Zięby IV od strony ul. Pileckiego. Archiwum Soletanche Polska
Działka na której powstaje nowy obiekt sąsiaduje ściśle w wykonanymi w latach ubiegłych i zamieszkałymi już budynkami mieszkalnymi oraz z chodnikiem usytuowanym wzdłuż ul. Pileckiego. Ze względu na sąsiedztwo zdecydowano się na miks technologii DSM i TRENCHMIX®.
Dlaczego DSM?
Część przesłony wykonywanej w bliskim sąsiedztwie budynków realizowano przy pomocy metody wgłębnego mieszania gruntu (DSM). Dużym atutem tej metody jest brak konieczności wydobywania gruntu na powierzchnię, co w znaczny sposób przyspiesza realizację. Metodę tę stosuje się często do uszczelniania i wzmacniania podłoża. Świetnie sprawdza się również jako przesłona tymczasowa. Zdecydowano się na jej realizację w tym miejscu również ze względu na brak generowania wibracji i wstrząsów, co było bardzo ważne dla bezpieczeństwa sąsiadujących obiektów. Kolejną równie istotną cechą, która utwierdziła Soletanche w przekonaniu o zastosowaniu w tym miejscy tej alternatywy jest wytrzymałość i szczelność jaką daje DSM. Istota metody polega na poprawieniu właściwości gruntów zalegających w podłożu przez ich wymieszanie z materiałami wiążącymi i uszczelniającymi.
Dlaczego TRENCHMIX®
Pozostała część działki dawała możliwość wykonania kolejnej technologii – Paneli TRENCHMIX®. Zdecydowano się na takie rozwiązanie ze względu na szybkość wykonania. W tym przypadku istotne było maksymalne zoptymalizowanie czasu realizacji. Jeśli plac budowy pozwala na swobodne operowanie maszyną, ta technologie sprawdza się świetnie. Oprócz znacznego tempa wykonania metoda ta daje stosunkowo grubą przegrodę przeciwfiltracyjną jaką można uzyskać oraz jednorodność panelu gruntowo-betonowego, co niweluje ryzyko powstania okien filtracyjnych w przesłonie. Minusem jest ograniczona głębokość do której może być ona wykonana, ponieważ panele mogą sięgać maksymalnie do 15 metrów głębokości. Technologia świetnie sprawdza się w rozwiązaniach liniowych, w szczególności jako sposób wzmacniania i uszczelniania wałów przeciwpowodziowych. Stosuje się ją również jako tymczasową obudowę wykopów o wysokich parametrach przeciwfiltracyjnych.
Fot. Widok trenchera wykonującego przesłonę na budowie Zięby IV. Archiwum Soletanche Polska
Budynek ma zaprojektowane trzy kondygnacje nadziemne i jedną podziemną. W przypadku tak płytkiego wykopu rzadko stosuje się ciężkie rozwiązania w rodzaju ścian szczelinowych. Często wykonawcy udaje się wykonać prace całkowicie w wykopie otwartym lub chociaż wykorzystać możliwość skarpowania na tyle na ile pozwala zasięg działki. Niestety występowanie wysokiego poziomu zwierciadła wód gruntowych powyżej projektowanego wykopu uniemożliwia tego typu działania. Konieczne staje się zabezpieczenie wykopu nie tylko ze względu na jego głębokość, ale także dopływ wody. W tym przypadku jako główne zostało wybrane rozwiązanie w postaci przesłony kopanej zbrojonej w technologii TRENCHMIX®. Ze względu na niewielki wykop i brak istniejącej wrażliwej infrastruktury w bliskim sąsiedztwie ścian podziemia zastosowano schemat wspornikowej pracy obudowy. Jedynie od strony ulicy zastosowano jeden poziom kotew gruntowych zabezpieczających stateczność obudowy.
Rys. Założenia obliczeniowe przesłony zbrojonej
- grubość przesłony min. 40 cm,
- średnica kolumn DSM min. 70 cm,
- poziom wykopu w sąsiedztwie obudowy – 4,50 m poniżej 0 budynku,
- dopuszczalne obciążenie poza obrysem przesłony 15 kPa (zwiększone odpowiednio w rejonie usytuowania koparki oraz od drogi).
Fot. Widok odkopanej zbrojonej przesłony, kotwionej. Archiwum Soletanche Polska
Fot. Widok odkopanej zbrojonej przesłony, kotwionej. Archiwum Soletanche Polska
Fot. Odkopana przesłona TRENCHMIX®. Archiwum Soletanche Polska
W wyniku przeprowadzonych analiz obliczeniowych dobrano odpowiednie kształtowniki jako zbrojenie obudowy oraz minimalną głębokość spodu. Dodatkowo w czasie głębienia poszczególnych paneli kontrolowany był poziom występowania gruntów słabo przepuszczalnych, tak aby mieć pewność powstania przesłony odcinającej dopływ wody do wykopu. Przewidywane przemieszczenia obudowy na podstawie obliczeń wynosiły od 10 mm dla przekroju kotwionego do 76 mm dla przekroju wspornikowego.
Fot. Widok miecza trenchera. Archiwum Soletanche Polska
Ze względu na budowę maszyny i miecza o znacznej długości możliwe jest wykonywanie jedynie paneli prostoliniowych. Drugim ograniczeniem jest możliwość przejazdu nad wykonywaną ścianą, ponieważ miecz zamontowany jest osiowo w trencherze. Nie zawsze geometria obiektu oraz granica działki bądź istniejąca infrastruktura na to pozwalają. W tym wypadku jest zawsze możliwość posiłkowania się podobnymi technologiami ale nie posiadającymi tego typu ograniczeń. W południowej części opisywanego budynku przylega do niego rampa w łuku. Specjalnie dla tego rejonu obiektu zmieniono technologię obudowy na palisadę DSM, która jest równie odpowiednia ale bardziej czasochłonna i droższa. Analogicznie dla rejonów gdzie występują przeszkody typu ogrodzenie lub drzewa jest możliwość zastosowania zamiennej technologii wykorzystując zazwyczaj to samo zbrojenie.
W tym przypadku najważniejsze były dla nas dwie kwestie: ograniczenie czasu realizacji i ograniczenie dopływu wód gruntowych do wykopu. Z racji tego, że wykonujemy tę budowę jako generalny wykonawca konstrukcji co skutkuje gwarancją na całość realizacji. Naszym celem nadrzędnym było skrócenie realizacji wykonania części fundamentowej aby zyskać czas na realizację konstrukcji żelbetowej.
Fot. Betonowanie stropu poziomu 0, inwestycja Zięby IV. Archiwum Soletanche Polska
Fot. Betonowanie stropu budynku Zięby IV. Archiwum Soletanche Polska
Fot. Konstrukcja żelbetowa budynku mieszkalnego Zięby IV. Archiwum Soletanche Polska
FILM. Od fundamentów aż po dach.
Połączenie prac geotechnicznych z żelbetowymi
W lipcu 2020 Soletanche zakończało prace związane z realizacją konstrukcji. Obecnie trwają prace wykończeniowe. Najtrudniejszym zadaniem na tym obiekcie była realizacja zakresu fundamentowego. Dużym wyzwaniem była praca na ograniczonym, ciasnym placu budowy, który wymuszał szczególną koncentrację w kontekście logistyki dostaw, składowania materiałów, fazowania prac według ściśle określonego kierunku ich postępu ze szczególnym uwzględnieniem harmonogramu. To budowa, w której realizacja jednego elementu w nieodpowiednim momencie mogła pokrzyżować lub mocno utrudnić wykonywanie dalszego etapu prac. Dzięki doświadczonemu zespołowi pod nadzorem Kierownika Projektu – Przemysława Gryzy oraz Kierownika Robót – Krzysztofa Szczepanka zakończyliśmy prace przed zakładanym terminem, z dużym zapasem czasowym. Za koncepcje projektu i jego przygotowanie oraz stały nadzór projektowy w czasie trwania budowy odpowiedzialna była Agnieszka Zorzycka.
Fot. Wnętrze budynku mieszkalnego Zięby IV. Archiwum Soletanche Polska
Jeśli miałabym wskazać, co było fundamentem sukcesu tej realizacji, to bez wahania napiszę, że było to zaufanie, bez którego nie udałoby nam się przeforsować swojego rozwiązania, które w późniejszym czasie realizacji potwierdziło zasadność jego zastosowania. Zachęcam inwestorów do tego typu współpracy, gwarancja na całość konstrukcji daje dużą możliwość optymalizacji geotechnicznych i pozwala na skrócenie czasu realizacji budowy ze względu na brak konieczności przekazywania placu budowy. Wszystko jest w rękach jednej firmy. Nie bójmy się niestandardowych rozwiązań, jeśli są one proponowane przez doświadczonego wykonawcę.
Zobacz też: Stacja Trocka z najgłębszymi fundamentami w Polsce
