Roboty mostowe na odcinku Radziejowice – Przeszkoda drogi S-8

Artykuł poświęcony jest realizacji obiektów mostowych podczas rozbudowy drogi krajowej nr 8 w celu uzyskania parametrów drogi ekspresowej na odcinku Radziejowice – Przeszkoda. Przetarg na realizację modernizacji S-8 na odcinku 1 o długości 9,9 km od Radziejowic do Przeszkody w systemie projektuj i buduj wygrała firma Strabag Infrastruktura Południe Sp. z o.o. z Wrocławia. Koszt realizacji miał wynieść 306 919 tys. zł brutto, ostatecznie wyniósł 341 904 tys. zł brutto, w tym mosty – 53 624 tys. zł. Umowę podpisano w lutym 2016 r. Modernizacja drogi trwała 31 miesięcy (plus okresy zimowe) i zakończyła się 15 lipca 2019 r. Zasadnicze roboty ukończono w terminie lub wcześniej, np. obiekty inżynierskie przekazano do ruchu w maju 2019 r., pozwolenie na użytkowanie jezdni głównych uzyskano 30 września 2019 r., a na całość – 9 grudnia 2019 r. Roboty mostowe wykonał Strabag Sp. z o.o. z Pruszkowa. Prace projektowe Strabag zlecił firmie Transprojekt Warszawa, która na opisywanym odcinku zaprojektowała dziewięć obiektów mostowych i dwa mury oporowe oraz zaplanowała trzy rozbiórki obiektów mostowych.

Sprawdź: Przejścia dla zwierząt – koszty budowy

Fot. 1. Obiekt MS-2a, ścianka kotwiona zabezpieczająca fundamenty zachodniej jezdni

Rozwiązania projektowe i zastosowane przy modernizacji technologie były tradycyjne, ale sprawiały czasami trudności, np. posadowienie płaskie wymagało wielu wymian gruntu pod fundamenty, nawet do 1,5 m, a ulewne deszcze w 2017 r. sprawiały kłopoty podczas posadawiania fundamentów w gruntach spoistych, gdyż w wykopach stała woda i rozmiękało podłoże. Organizacja robót przede wszystkim warunkowana była utrzymaniem ruchu po DK-8 w układzie 2 + 1 pas ruchu w przekroju jezdni. Po uzyskaniu zezwolenia na realizację inwestycji drogowej w lutym 2017 r. przyjęto następującą kolejność robót – w etapie I (od 24.04.2017 r.) zamknięto zachodnią jezdnię i rozpoczęto budowę docelowej zachodniej jezdni głównej i lokalnej z wiaduktami oraz mostami w ciągu jezdni i realizację wiaduktów poprzecznych w całości, z wykorzystaniem ścianek stalowych do zabezpieczenia wykopów fundamentów środkowych od czynnej jezdni i krótkich zamknięć ruchu dla montażu prefabrykatów ustrojów nośnych.

Fot. 2. MS-2a, pale 40 x 40 x 900 cm wbite pod podporę 1 na stronie zachodniej

Po wykonaniu zachodnich jezdni sukcesywnie, od 24.04.2018 r., rozpoczęto etap II – tj. przełożenie ruchu i realizację jezdni wschodnich z mostami i wiaduktami w ciągu drogi S-8. Obiekty poprzeczne ukończono jesienią 2018 r., czyli siedem miesięcy przed terminem, natomiast obiekty w ciągu wschodniej jezdni S-8 zakończono do maja 2019 r. (dwa miesiące przed terminem). Całkowity czas realizacji obiektów inżynierskich od zamknięcia starej jezdni zachodniej w kwietniu 2017 r. do pełnego uruchomienia obu nowych jezdni w czerwcu 2019 r. – kiedy to wykonawca złożył wniosek o pozwolenie na użytkowanie – wyniósł 26 miesięcy.

Fot. 3. MS-2a, betonowanie przyczółka nr 2 jezdni głównej po stronie zachodniej

Najciekawsze obiekty mostowe odcinka Radziejowice – Przeszkoda

MS-2a (MS-2a DL, MS-2a L, MS-2a P, MS-2a DP) – most zespolony (a właściwie cztery mosty zespolone) w ciągu S-8 nad rzeką Pisia Tuczna km 424 + 286.46, położony w pobliżu miejscowości Grzymek (woj. mazowieckie, pow. grodziski, gm. Żabia Wola), umożliwia bezkolizyjne przeprowadzenie drogi ekspresowej S-8 oraz obustronnych dróg publicznych lokalnych nad doliną rzeki Pisia Tuczna. Początkowo zakładano obiekt o małej rozpiętości – ok. 12 m, gdyż rzeczka ma ok. 4 m szerokości, ale wymogi środowiskowe spowodowały, że obiekt zaprojektowano również jako przejście dla dużych zwierząt 2 x 5 m i rozpiętość wzrosła do prawie 30 m. Konieczna była rozbiórka istniejącego starego przepustu. Posadowienie każdej z podpór zaprojektowano na żelbetowych palach prefabrykowanych 40 x 40 cm (ogółem 341 szt.), które po próbnych wbijaniach skrócono z 11,0 m do 9,0 m. Korpusy i skrzydła żelbetowe mostów oparto na wspólnych dylatowanych ławach. Ustrój nośny stanowią cztery jednoprzęsłowe swobodnie podparte konstrukcje stalowe, zespolone z żelbetową płytą współpracującą. Mosty MS-2a L i MS-2a P mają po sześć dźwigarów blachownicowych w trzech tandemach (po dwa dźwigary stężone), natomiast MS-2a DL i MS-2a DP – po cztery takie dźwigary w dwóch tandemach. Belki stalowe dwuteowe o stałej wysokości 1300 mm i rozstawie 2700 mm są połączone dwuteowymi poprzecznicami. Rozpiętość przęseł obiektu wynosi 29,20 m, a szerokość całkowita to 60,76 m. Płyty współpracujące były deskowane prefabrykowanymi traconymi deskami żelbetowymi (filigranami). Nawierzchnia ma podwyższoną odporność na koleinowanie (warstwa wiążąca z asfaltu lanego o gr. 5 cm, ścieralna SMA o gr. 4 cm). Na zabudowach gzymsowych i chodnikowych z deskami kompozytowymi zaprojektowano nawierzchnię chemoutwardzalną o gr. 5 mm. Obiekty wyposażono w łożyska elastomerowe, modułowe urządzenia dylatacyjne o przesuwie całkowitym 80 mm, odwodnienie, bariery, ekrany akustyczne wysokości 4,0 m z lewej i 6,5 m z prawej strony głównych jezdni oraz ekrany przeciwolśnieniowe o wysokości 2,5 m na zewnętrznych krawędziach mostów pod jezdnie lokalne.

Zobacz: Trasa S-8: otwarto węzeł Nadarzyn

Fot. 4. MS-2a, deskowanie przęsła jezdni głównej deskami żelbetowymi (filigranami)

Fot. 5. MS-2a, widok robót wiosną 2018 – na ukończeniu jezdnia zachodnia i podpory jezdni lokalnej wschodniej

Obiekt realizowano w następującej kolejności:

1. Wbicie ścianek kotwionych kotwami gruntowymi po stronie zachodniej istniejącej czynnej jezdni wschodniej. Ścianka zabezpieczała wykopy fundamentowe I etapu po stronie zachodniej (fot. 1).
2. Wykonanie wykopów fundamentowych i wbicie pali żelbetowych 40 x 40 x 900 cm pod jezdnię główną i lokalną zachodnią (fot. 2).
3. Wykonanie fundamentów, korpusów i skrzydełek podpór żelbetowych mostów po stronie zachodniej i zasypka podpór wraz ze zrealizowaniem przy ściance stalowej zbrojenia gruntu matami dla uzyskania pionowej skarpy (fot. 3).
4. Rozbiórka istniejącego przepustu Pisi Tucznej wykonanego z trzech rur żelbetowych 0 150 cm o długości 26,75 m.
5. Montaż konstrukcji stalowej przygotowanej w Mostostalu Kielce z użyciem dźwigu typu Hercules tandemami wprost z kół, do tandemów skrajnych od razu montowano wsporniki stalowe pod deskowanie.
6. Deskowanie płyty deskami żelbetowymi prefabrykowanymi – filigranami, zbrojenie i betonowanie płyt współpracujących (fot. 4).
7. Roboty wykończeniowe.
8. Próbne obciążenia statyczne i dynamiczne.
9. Wykopy i pale po prawej stronie pod podpory dla jezdni lokalnej.
10. Wykonanie podpór dla prawej jezdni lokalnej. Montaż konstrukcji stalowej z kół, deskowanie, zbrojenie i betonowanie płyty.
11. Przełączenie ruchu na stronę zachodnią jezdni.
12. Wyrwanie ścianki zabezpieczającej, wykopy i wykonanie pali pod podpory mostu dla jezdni głównej prawej (wschodniej) (fot. 5).
13. Wykonanie podpór, montaż konstrukcji z kół, wykonanie płyty współpracującej jezdni głównej prawej (fot. 6).
14. Roboty wykończeniowe, a pod mostem wykonanie regulacji i umocnienie brzegów rzeki Pisi Tucznej oraz aranżacja terenu pod wiaduktami obsiewami traw i karpami.

Fot. 6. MS-2a, montaż tandemów konstrukcji po stronie wschodniej

Niestety, sądząc po tropach, na razie niewiele zwierząt korzysta z przejścia, co być może wiąże się z dużym hałasem wywołanym rezonowaniem konstrukcji stalowej pod ciężarówkami pędzącymi z dużą szybkością (fot. 7).

Fot. 7. MS-2a, widok zakończonego obiektu, widać aranżację przejścia dla dużych zwierząt

WD-3 wiadukt prefabrykowany nad S-8 – km 424 + 619,00, położony w pobliżu miejscowości Stary Oddział (woj. mazowieckie, pow. grodziski, gm. Żabia Wola). Wiadukt umożliwia bezkolizyjne przeprowadzenie drogi gminnej nad drogą S-8 między obustronnymi drogami publicznymi (DZ-422L, DL-421P). Podpory posadowiono bezpośrednio na gruncie z częściową wymianą gruntu nawet do 1,50 m (fot. 8).

Fot. 8. WD-3, formy słupów podpory nr 4

Obiekt o układzie czteroprzęsłowym ciągłym z adaptowanych prefabrykowanych strunobetonowych belek typu T21 (przęsła środkowe) i T15 (przęsła skrajne), zespolonych z żelbetową płytą współpracującą. Rozpiętość przęseł 17,0 + 22,0 + 22,0 + 17,0 [m] i szerokość całkowita 11,85 [m]. Skrzydła wiaduktu wykonano z gruntu zbrojonego z pustakami drobnowymiarowymi optemBLOK i siatkami Secugrid. Obiekt jest wyposażony w łożyska elastomerowe, urządzenia dylatacyjne modułowe o przesuwie całkowitym 80 mm i tradycyjne odwodnienie. Nawierzchnia wiaduktu ma podwyższoną odporność na koleinowanie (warstwa wiążąca z asfaltu lanego o gr. 5 cm, ścieralna SMA o gr. 4 cm). Na zabudowach gzymsowych z deskami gzymsowymi kompozytowymi i chodnikowych zaprojektowano nawierzchnię chemoutwardzalną o gr. 5 mm. Wzdłuż skrzydeł zaplanowano nawierzchnię z kostki betonowej. Wiadukt został wyposażony w barieroporęcze, bariery oraz balustrady szczeblinkowe wysokości 1,2 m, a na schodach wzdłuż skrzydeł – balustradę wysokości 1,1 m. Podpory do wysokości 2 m pomalowano środkami antykorozyjnymi. Próbne obciążenia wiaduktu (fot. 9) dały wyniki pozytywne. Wszystkie wiadukty realizował podwykonawca – firma Ekonova.

Fot. 9. Wiadukt WD-3 od strony południowej

KŁ-3a kładka zespolona nad S-8 – km 426 + 201,00, kładka pieszo-rowerowa w miejscowości Bukówka (woj. mazowieckie, pow. grodziski, gm. Żabia Wola). Wraz z pochylniami i schodami umożliwia bezkolizyjne przeprowadzenie ciągu pieszo-rowerowego nad projektowaną drogą ekspresową S-8 oraz drogą publiczną (DZ-422L). Obiekt o układzie trzyprzęsłowym o rozpiętościach przęseł 13,1 + 23,0 + 19,0 m i szerokości 4,30 m.

Fot. 10. KŁ-3a, deskowanie i zbrojenie fundamentu nr 3 kładki i ścianka zabezpieczająca

Podpory posadowiono bezpośrednio na gruncie z częściową wymianą gruntu (fot. 10). Pochylnie i schody zaprojektowano z gruntu zbrojonego siatkami Secugrid z pustakami betonowymi drobnowymiarowymi typu optemBLOK. W zachodniej pochylni zaprojektowano przęsło przejazdowe do pobliskiego gospodarstwa. Kładka ma konstrukcję nośną zespoloną. Belki stalowe dwuteowe o stałej wysokości 800 mm, w rozstawie 2500 mm są połączone poprzecznicami stalowymi o przekroju dwuteowym, a nad podporami pośrednimi mocowane czołowo do poprzecznic żelbetowych. Z belkami zespolona jest żelbetowa płyta współpracująca o grubości 21-25 cm (fot. 11). Obiekt wyposażony w łożyska elastomerowe, dylatację szczelną modułową o całkowitym przesuwie 37 mm dla przyczółka P1 oraz 19 mm dla przyczółka P4 i odwodnienie. Nawierzchnię na kładce i schodach stanowi powłoka chemoutwardzalna gr. 5 mm. Beton podpór zabezpieczono farbą antykorozyjną do wysokości 2 m. Kładka, schody i pochylnie są wyposażone w balustrady i oświetlenie. Obiekt przystosowany dla niepełnosprawnych. Próbne obciążenie obiektu tłumem (statyczne i dynamiczne) dało wyniki pozytywne.

Fot. 11. KŁ-3a, kładka zabetonowana, pochylnie z gruntu zbrojonego w trakcie realizacji

MO-1 mur oporowy – km 424 + 286,0, mur oporowy stykający się z przyczółkiem obiektu MS-2a prawego pod jezdnią lokalną DL-421P ma za zadanie zabezpieczenie nasypu drogi przed ewentualnym podmyciem przez rzekę Pisia Tuczna. Mur zaprojektowano jako konstrukcję z gruntu zbrojonego siatkami Secugrid z elementami żelbetowymi drobnowymiarowymi typu optemBLOK, fundament zabezpiecza ścianka szczelna z grodzic stalowych h = 4,0 m (fot.12).

Posadowienie muru zaprojektowano bezpośrednio na gruncie, z tym że w części muru przylegającej do MS-2a (na długości ok. 28 m) konieczna była wymiana gruntu i wzmocnienie warstwą geotkaniny. Całkowita długość muru w rozwinięciu wynosi 122,75 m, a wysokość ścian nad poziomem terenu – 1,6-6,3 m. Kapa żelbetowa na murze zakończona jest deskami gzymsowymi kompozytowymi i nawierzchnią chemoutwardzalną 5 mm, barierą oraz ekranem przeciwolśnieniowym o wysokości 2,5 m.

Roboty rozbiórkowe wiaduktu w Żabiej Woli zrealizowała firma TREE zgodnie z przedłożonymi projektami technologicznymi i programem zabezpieczenia jakości. Wiadukt ramowy żelbetowy dwuprzęsłowy o długości 55 m i szerokości 11 m oraz położony obok przejazd gospodarczy w nasypie wiaduktu z blach falistych o wymiarach 7 m szerokości i 20 m długości był zbudowany w 2002 r. Przyczyną rozbiórki był brak skrajni dla drogi głównej i brak miejsca na drogi lokalne. Ze względu na fazowanie ruchu, który odbywał się przebudowywaną trasą S-8, prace rozbiórkowe podzielono na dwa etapy. Etap pierwszy obejmował wyburzenie konstrukcji przęsła po stronie zachodniej i rozbiórkę przejazdu gospodarczego z blach falistych. Po uzupełnieniu jezdni zachodniej i przełączeniu ruchu nastąpił etap drugi – wyburzenie pozostałej (wschodniej) części konstrukcji. Rozbiórkę wiaduktu realizowano bez zatrzymywania ruchu, stosując fazowanie, a nowa jezdnia betonowa była zabezpieczona 30-centymetrową warstwą żwiru. Prace wykonywano sprawnie i bez zakłóceń dwoma koparkami z młotami hydraulicznymi. Gruz i złom pozostały z rozbiórki natychmiast wywożono do miejsc zatwierdzonych w programie zabezpieczenia jakości (fot. 13).

Realizacja robót mostowych. Wnioski

• Na drogach ekspresowych czy autostradach w płaskim terenie nizinnym zastosowanie obiektów tradycyjnych i typowych jest w pełni uzasadnione ekonomicznie i organizacyjnie, ze względu jednak na walory widokowe i koncentrację kierowców na odcinku 10-15 km powinien być jakiś obiekt zwracający uwagę, np. kładka podwieszona lub łukowa.
• Do wznoszenia murów oporowych czy długich i wysokich skrzydeł bardziej estetyczne i odporniejsze na wpływy atmosferyczne niż pustaki drobnowymiarowe są ściany z gładkich prefabrykatów o większych rozmiarach, systemu Freyssisol. Przy zastosowaniu pustaków drobnowymiarowych trudno utrzymać idealną płaszczyznę, a do tego łatwo one zamakają, widać to na elewacjach, co może być przyczyną problemów z mrozoodpornością, a zatem kilkudziesięcioletnią trwałością.
• Pochylnie i schody kładek z gruntu zbrojonego i pustaków drobnowymiarowych są długie, masywne i wyglądają bardzo ciężko przy lekkiej konstrukcji kładek. Lepiej prezentują się pochylnie i schody tradycyjne kilkuprzęsłowe z lekkich żelbetowych konstrukcji realizowanych na mokro.
• W przypadku przejść dla dużych zwierząt dołem konieczne są większe prześwity (3-4 m a nie 1-2 m) między konstrukcjami nośnymi poszczególnych czterech jezdni, aby zapewnić na dole światło dla wegetacji roślin i krzewów; przy projektowaniu konstrukcji nośnej trzeba również zwracać uwagę na hałas, jaki wytwarza przy ruchu ciężkich pojazdów konstrukcja stalowa, dlatego chyba lepsze byłyby konstrukcje żelbetowe.
• Aby uniknąć pękania asfaltu twardolanego (ATL) w warstwie wiążącej nawierzchni na mostach na stykach papy termozgrzewalnej, gdzie tworzy się miejscami garb (15 mm), zmniejszający grubość warstwy asfaltu do 35 mm, powinno się projektować ATL grubości 60 mm. W połączeniu z 40-milimetro- wą warstwą ścieralną SMA dawałoby to nawierzchnię grubości 100 mm (85 mm w miejscu styku pap).

mgr inż. Andrzej Jaworski
inspektor nadzoru robót mostowych ZBM SA Warszawa
Zdjęcia autora i T. Grzymińskiego (z drona)

Polecamy: Produkty budowlane