Rozbiórka obiektów w gęstej zabudowie miejskiej

Wzrost cen działek powoduje, że coraz częściej rozbiera się obiekty usytuowane w gęstej zabudowie miejskiej. Dotyczy to nie tylko starych, wyeksploatowanych budynków o konstrukcji tradycyjnej, ale również późniejszych, o konstrukcji żelbetowej lub stalowej.

Często rozbiórka połączona jest z realizacją nowego budynku. Sposób realizacji rozbiórki i wznoszenia nowego obiektu powinien zapewniać bezpieczeństwo ludzi i budynków sąsiednich. Nieprzemyślane działania mogą doprowadzić do niekontrolowanego zawalenia się budynku i spowodować śmierć ludzi lub uszkodzenie zabudowań sąsiednich.

Fot. stock.adobe/lukszczepanski

Przy rozbiórkach w zabudowie miejskiej występuje wiele problemów własnościowych, prawnych i technicznych. Problemy własnościowe pojawiają się wówczas, gdy granice budynku nie pokrywają się z granicami działek. Poważnym problemem prawnym jest uzyskanie pozwolenia na rozbiórkę, a następnie na budowę. W obszarze oddziaływania obiektu znajdują się zawsze sąsiednie budynki, których właściciele zgodnie z art. 28 ust. 2 ustawy – Prawo budowlane [1] są stronami w postępowaniu i mogą skutecznie blokować uzyskanie pozwoleń. Uzyskanie decyzji o pozwoleniu na rozbiórkę jest konieczne, ponieważ ze względu na bezpośrednie sąsiedztwo innych budynków i granic działek nie są spełnione warunki uprawniające do formy zgłoszenia (art. 31 ust. 1 ustawy – Prawo budowlane [1]). Organ wydający decyzję może uznać, że niezbędne jest wykonanie projektu rozbiórki wraz z oceną jej wpływu na zabudowę sąsiednią. W praktyce inwestor zwykle zleca sporządzenie takiego projektu, co przyspiesza postępowanie i umożliwia prawidłowe przeprowadzenie samej rozbiórki. Problemy techniczne dotyczą przede wszystkim sposobu prowadzenia rozbiórek i ograniczenia ich wpływu na sąsiednie budynki. W artykule omówione zostaną problemy techniczne związane z rozbiórkami w zabudowie miejskiej.

>>> Samowolne prace rozbiórkowe

>>> Obowiązki kierownika budowy przy pracach rozbiórkowych i wyburzeniowych

>>> Nakaz rozbiórki obiektu budowlanego

Rozbiórka – prace przygotowawcze

Przed przystąpieniem do sporządzenia projektu rozbiórki należy rozpoznać wyburzany obiekt, jego konstrukcję, użyte materiały oraz stan techniczny. Trzeba również przeprowadzić dokładne rozeznanie jego otoczenia. W warunkach gęstej zabudowy miejskiej konieczne jest dokonanie oceny wpływu rozbiórki na budynki sąsiednie. Należy przeanalizować położenie ścian oddzielających obiekty w stosunku do granic działek. Rozbierany budynek może być konstrukcyjnie połączony z sąsiednimi obiektami. Stare budynki były nierzadko rozbudowywane lub nadbudowywane i ustalenie ich powiązania jest często trudne.

Nawet dobre rozeznanie nie daje całkowitej pewności, że rozbiórka pozostanie bez wpływu na sąsiednią zabudowę. Jako przykład może posłużyć rozbiórka oficyny przylegającej ścianą podłużną do innej oficyny na sąsiedniej posesji. Budynki były rozdzielone konstrukcyjnie – w kilku odkrywkach stwierdzono szczelinę pomiędzy ich ścianami na całej wysokości. Po rozbiórce oficyny okazało się, że pozostały budynek ma jedynie cienkie ściany ustawione na deskach podłogowych (fot. 1).

Fot. 1. Ściana budynku po rozbiórce obiektu przyległego. Fot. autor

Konieczne było wyłączenie go z eksploatacji i podparcie ścian przyporami.

W innym przypadku ściany rozdzielone na piętrach, na parterze i w piwnicach tworzyły jeden wspólny mur. Granice działek były często ustalane administracyjnie i nie pokrywają się z granicami budynków.

Kolejnym problemem jest również ustalenie poziomów posadowienia budynków, które mogą być różne i przy rozbiórce może dojść do podkopania fundamentów sąsiedniego obiektu. Nawet przy tych samych poziomach posadowienia rozbiórka fundamentów może spowodować osiadanie sąsiedniej ściany na skutek wypierania gruntu spod fundamentów, uplastycznienia gruntu wywołanego wodami opadowymi lub podniesienia fundamentów spowodowanego przemarzaniem gruntu. Wszystkie te problemy powinny być rozwiązane w projekcie rozbiórki.

Prawidłowo sporządzony projekt rozbiórki powinien nie tylko spełniać wymogi formalne, lecz także zawierać wszystkie niezbędne informacje umożliwiające bezpieczną rozbiórkę, tj.:

• podstawowe informacje o obiekcie i jego stanie technicznym,
• informację, czy w obiekcie nie ma materiałów niebezpiecznych lub szkodliwych dla zdrowia, w tym azbestu,
• analizę lokalizacji obiektu i wpływu jego rozbiórki na sąsiednią zabudowę,
• plan organizacji placu rozbiórki z zaznaczonym ogrodzeniem i drogami wyjazdowymi,
• niezbędną analizę statyczną obiektu w każdej fazie rozbiórki,
• ustalenie metody rozbiórki wraz ze wskazaniem niezbędnych urządzeń i osprzętu,
• schematy kolejności prowadzenia robót rozbiórkowych (w razie potrzeby szczegółowe oznaczenie miejsc przecinania elementów).

Do projektu należy również sporządzić informację dotyczącą bezpieczeństwa i ochrony zdrowia ze względu na specyfikę projektowanej metody rozbiórki. W informacji tej należy zwrócić szczególną uwagę na występujące zagrożenia podczas prowadzonych prac. Taka informacja ma służyć potem kierownikowi robót rozbiórkowych do sporządzenia planu BIOZ.

Rola projektanta nie kończy się na przekazaniu dokumentacji – zwykle konieczne jest sprawowanie nadzoru autorskiego, gdyż podczas rozbiórki mogą zdarzyć się sytuacje nieprzewidziane w projekcie.

>>> Zużycie techniczne budynków – kiedy podjąć decyzję o rozbiórce

>>> Rejestr i ewidencja zabytków a roboty budowlane

Rozbiórka – wybór metody

Istotnym problemem, który należy rozwiązać przed przystąpieniem do prac, jest wybór właściwej metody rozbiórki. Powinna ona zapewniać maksymalne bezpieczeństwo podczas prowadzonych robót, minimalizować ich negatywne oddziaływanie na otoczenie oraz powinna być efektywna ekonomicznie. O wyborze metody wyburzania powinny decydować przede wszystkim warunki prowadzenia robót. W tym celu trzeba rozpoznać wyburzany obiekt, jego konstrukcję, użyte materiały oraz stan techniczny. Należy również przeprowadzić dokładne rozeznanie otoczenia obiektu: przeanalizować położenie sąsiednich budynków, możliwość ich uszkodzenia, a także możliwość uszkodzenia infrastruktury podziemnej, drzewostanu, nawierzchni jezdni i chodników.

Do wyburzania obiektów stosuje się najczęściej metody ręczną i mechaniczną. Rozbiórka metodą ręczną polega głównie na użyciu siły ludzkiej z zastosowaniem narzędzi ręcznych, w tym młotów udarowych. Metodą ręczną zawsze przeprowadza się pierwszy etap rozbiórki, polegający na usunięciu z budynku elementów wykończenia, instalacji, stolarki, pokrycia dachu i obróbek blacharskich oraz drewnianej konstrukcji dachu.

Metoda ręczna umożliwia duży odzysk materiału rozbiórkowego. Jej wadą jest pracochłonność, wysokie koszty i ograniczone możliwości stosowania. Zwykle jest bezpieczna dla otoczenia i zabudowań sąsiednich, lecz niebezpieczna dla samych robotników wykonujących prace rozbiórkowe. Rozbiórka metodą mechaniczną polega na wykorzystaniu sprzętu ciężkiego, którym poczynając od górnych kondygnacji do poziomu terenu, operator sukcesywnie rozbiera obiekt budowlany przez odrywanie niewielkich fragmentów od konstrukcji zasadniczej. Jeśli konstrukcja budynku rozbieranego jest oddzielona od obiektów sąsiednich, a ich stan techniczny na to pozwala, to do rozbiórki można wykorzystać koparkę uzbrojoną w kleszcze.

Najczęściej do prac rozbiórkowych używane są koparki na podwoziu gąsienicowym o wydłużonych wysięgnikach. Hydrauliczne kleszcze o sile zwykle ok. 3000 kN pozwalają nie tylko na kruszenie murów czy żelbetowych elementów konstrukcji, ale także z łatwością przecinają pręty stalowe i kształtowniki. Roboty wyburzeniowe prowadzone przy użyciu kleszczy są stosunkowo ciche i bezpieczne. Dzięki dużemu wysięgowi operator maszyny może zachowywać bezpieczną odległość od rozbieranego obiektu. Do rozbiórki masywnych fundamentów używa się młotów hydraulicznych. Ze względu na przekazywane przez podłoże drgania mogą one wywoływać niekorzystny wpływ na sąsiednią zabudowę.

Zaletą metody mechanicznej jest przede wszystkim szeroki zakres jej stosowania i ograniczenie pracy ludzkiej. Czas realizacji rozbiórki jest krótki, a koszt stosunkowo niski. Bezpośrednio przy rozbiórce pracuje jedynie operator sprzętu, co minimalizuje zagrożenie dla pracowników wykonujących prace rozbiórkowe. Wyburzanie przy użyciu sprzętu ciężkiego wymaga od operatora dużego doświadczenia i znajomości konstrukcji rozbieranego obiektu.

Ochrona budynków sąsiednich

Obowiązkiem inwestora jest zapewnienie ochrony budynków sąsiednich. Ochrona ta powinna obejmować zarówno etap rozbiórki, jak i wznoszenia nowego obiektu.

Budynki sąsiednie narażone są na:

• uszkodzenia w wyniku nieprawidłowo prowadzonej rozbiórki,
• drgania, hałas i kurz,
• uszkodzenia spowodowane realizacją nowego obiektu, a szczególnie jego części podziemnej.

Inwentaryzacja uszkodzeń budynków sąsiednich

Przed przystąpieniem do rozbiórki powinna zostać wykonana szczegółowa inwentaryzacja uszkodzeń obiektów sąsiednich. Dokumentacja powinna obejmować zarysowania lub ubytki tynków naniesione na rysunki elewacji. W przypadku występowania uszkodzeń wewnątrz budynków należy je nanieść na rysunki ścian wewnętrznych lub stropów odniesione do poszczególnych lokali. Niezależnie od dokumentacji rysunkowej powinna być sporządzona dokumentacja fotograficzna. Jej wykonanie jest kłopotliwe, ale niezbędne, gdyż chroni interesy zarówno inwestora, jak i sąsiadów. Uszkodzenia mogą powstać na etapie rozbiórki oraz wznoszenia nowego obiektu i mogą być spowodowane przez drgania lub nierównomierne osiadanie budynków.

Pomiary, rejestracja i ocena drgań

Prace rozbiórkowe często powodują powstawanie drgań. Są to drgania pochodzące od urządzeń udarowych lub wywołane spadającymi elementami o dużej masie. Drgania mogą być przekazywane przez elementy budynku lub przez podłoże gruntowe. Przez elementy budynku drgania mogą być przekazywane tylko w przypadku konstrukcyjnego połączenia tych obiektów. Przekazywaniu tych drgań można próbować zapobiec przez rozdzielenie budynków przy wykorzystaniu zabiegów technologicznych, np. zastosowanie pił diamentowych. Drgań przekazywanych przez podłoże całkowicie nie da się wyeliminować – można je jedynie ograniczyć.

Wyniki rejestracji drgań mogą chronić inwestora lub wykonawcę przed ewentualnymi roszczeniami, ale stanowią również bieżącą informację dotyczącą szkodliwości drgań powstających podczas prowadzenia robót budowlanych. Powinny zatem skutkować ewentualną zmianą technologii ich prowadzenia.

W celu określenia poziomu drgań stosuje się stacje pomiarowe wyposażone w trójosiowe akcelerometry przeznaczone do pomiaru drgań sejsmicznych i parasejsmicznych. Czujniki instaluje się na ścianie fundamentowej od strony placu budowy, na poziomie gruntu. Stacje pomiarowe za pośrednictwem Internetu przesyłają dane do bazy pomiarowej i mogą być zdalnie kontrolowane. Drgania przenoszone na budynki rejestrowane są w trybie czuwania. Po przekroczeniu założonego poziomu 0,01 m/s² sygnał jest zapisywany i przesyłany do bazy, gdzie po przetworzeniu danych i określeniu szkodliwości zarejestrowanych drgań wysyłane jest powiadomienie poprzez SMS lub e-mail do kierownika budowy oraz inspektora nadzoru.

Najczęstsze parametry pomiarowe zestawiono w tabeli.

Tab. Parametry pomiarowe drgań

Podstawą do oceny wpływu drgań na budynki sąsiednie może być norma PN-B-02170:2016-12 [2]. W przypadku uzyskania niekorzystnych wyników pomiarów można zmienić rodzaj sprzętu lub technologię rozbiórki.

Zwykle największe drgania wywołuje rozbiórka fundamentów przy użyciu młotów udarowych. W celu ograniczenia wpływu drgań na budynki sąsiednie fundamenty można „podkopywać”, co ułatwi ich rozkruszenie.

Jeśli w miejscu wyburzanego obiektu ma powstać nowy z częścią podziemną, to realizację można podzielić na dwa etapy. W pierwszym należy rozebrać część nadziemną i fundamenty kolidujące ze ścianą szczelinową, a następnie wykonać ścianę szczelinową nowego budynku. Drugi etap rozbiórki fundamentów realizuje się wówczas w wykopie, co ułatwia prace wyburzeniowe i redukuje ich negatywny wpływ na sąsiednie budynki. Przy drganiach wywoływanych przez spadające elementy budynku o dużej masie dobre efekty daje wykonanie „poduszki” z gruzu.

Pomiary przemieszczeń

Wykonywanie pomiarów przemieszczeń budynków sąsiednich jest konieczne podczas realizacji wykopów głębokich w sąsiedztwie istniejącej zabudowy. W przypadku rozbiórek takie pomiary nie są wymagane, ale jeśli rozbiórka bezpośrednio poprzedza realizację nowego budynku, to warto bazę pomiarową założyć wcześniej i pomiarami objąć również etap rozbiórki.

Repery umieszcza się na budynkach sąsiednich możliwie blisko obiektu przeznaczonego do rozbiórki na takiej wysokości, aby nie uległy uszkodzeniu. Dalsze repery umiejscawiane są w zależności od przewidywanego zasięgu strefy oddziaływania wykopu. Wszystkie repery tworzą sieć badawczą. Wyniki pomiaru wyjściowego „0” i każdego kolejnego są poddawane matematycznemu wyrównaniu za pomocą specjalistycznego oprogramowania geodezyjnego. Każdorazowo określane są wartości osiadań lub wznoszeń badanych reperów. Średnie błędy pomiaru przemieszczeń pionowych zwykle mieszczą się w przedziale ±0,3 mm. W przypadku budynków wysokich i smukłych konieczne jest również umieszczenie punktu pomiarowego na dachu budynku i pomiary przemieszczeń poziomych. Pomiar wyjściowy „0” powinien być wykonany przed przystąpieniem do robót. Częstotliwość kolejnych pomiarów powinna być określona przez projektanta, w zależności od postępu robót. Pomiar końcowy należy przeprowadzić po zakończeniu inwestycji, a w przypadku wykopów głębokich – po stabilizacji przemieszczeń.

Zabezpieczenie budynków sąsiednich

W przypadku złego stanu technicznego budynków sąsiednich ekspertyzy mogą wskazywać na konieczność ich zabezpieczenia. Najczęściej trzeba zabezpieczać spękane ściany przez ich „zszycie” lub zakotwienie do ścian prostopadłych i stropów, a w skrajnych przypadkach – także przez założenie ściągów. Do kotwienia najczęściej stosuje się systemy wykorzystujące kotwy ze stali nierdzewnej o średnicach: 3, 4,5, 6, 8 i 10 mm. Wybrzuszone ściany trzeba spiąć kształtownikami i ściągami. Zabezpieczenie ściągami jest rozwiązaniem tymczasowym i po ukończeniu realizacji powinno być zdemontowane lub zastąpione trwałą i estetyczną naprawą.

Rozbiórka DT Sezam w Warszawie

Opis i lokalizacja budynku

Budynek DT Sezam wybudowano w 1969 r. w Warszawie przy skrzyżowaniu ulic Marszałkowskiej i Moniuszki (rys. 1). Był to budynek 3-piętrowy całkowicie podpiwniczony, przy czym kondygnacja podziemna znacznie wykraczała poza obrys parteru. Od strony północnej była połączona z budynkiem podziemnym – przedwojennym schronem centrali PKO. Od wschodu kondygnacja piwniczna zajmowała część pod pasażem Witolda Rowickiego. Dawny budynek schronu ma dwie kondygnacje podziemne i jest całkowicie zagłębiony w gruncie.

Granice działek nie były zgodne z granicami obiektów i dzieliły budynek schronu oraz piwnice pasażu Rowickiego w sposób przypadkowy, nie uwzględniając konstrukcji obiektów (rys. 2).

Budynek DT Sezam miał konstrukcję żelbetową szkieletową. Główną konstrukcję tworzyły 3-przęsłowe ramy oparte na siatce słupów 6 m/18 m/6 m w rozstawie 9 m.

Rys. 1. Lokalizacja budynku DT Sezam wg Google Maps (2016 r.)

Rys. 2. Granice działek – linie czerwone, linią żółtą zaznaczono granice podziału obiektów

Podstawowe problemy techniczne

W miejscu istniejącego budynku miał powstać nowy obiekt o trzech kondygnacjach podziemnych w granicy działki. Wymagało to dokonania podziału konstrukcyjnego budynków na etapie poprzedzającym rozbiórkę obiektu. W obrysie działki miały zostać wykonane ściany szczelinowe. W części działki zajmowanej przez schron podziemny zaprojektowane zostało wyjście ze stacji metra C11. Wymagało to zaprojektowania i wykonania części przyszłego budynku znajdującej się nad wyjściem ze stacji metra, aby uniknąć w przyszłości jego zamknięcia na czas budowy.

Ważnym problemem była ochrona zabudowy sąsiedniej, szczególnie 25-kondygnacyjnego budynku częściowo posadowionego na stropie dawnego schronu. Opracowane zostały ekspertyzy, w których przeanalizowany został wpływ rozbiórki i realizacji nowego budynku na zabudowę sąsiednią, w tym na I linię metra i realizowaną stację C11 II linii metra.

Monitoring zabudowy sąsiedniej

Na podstawie projektu monitoringu na budynkach sąsiednich umieszczono 38 reperów do kontroli przemieszczeń pionowych. W celu obserwacji wychyleń budynków wysokich na ich ścianach od strony budynku DT Sezam zamontowano pochyłomierze.

W obiektach sąsiednich na elementach konstrukcyjnych w poziomie zbliżonym do poziomu terenu zainstalowano 4 stacje sejsmometryczne. Były one zaprogramowane w ten sposób, że po przekroczeniu założonego poziomu sygnał był zapisywany i przesyłany do bazy, gdzie po przetworzeniu danych i określeniu szkodliwości zarejestrowanych drgań wysyłane było powiadomienie SMS-owe do kierownika budowy i inspektora nadzoru.

Oddzielenie konstrukcyjne budynków

Na granicach działek od strony przyległych obiektów wykonane zostały ściany żelbetowe monolityczne. W ich bezpośrednim sąsiedztwie miały być realizowane ściany szczelinowe, więc taka konstrukcja gwarantowała odpowiednią sztywność. Górne warstwy podpierające stropy wykonano z bloczków betonowych. Podziału dokonano przez przecięcie stropów piłami diamentowymi (fot. 2).

Fot. 2. Oddzielenie konstrukcji podziemnej DT Sezam od piwnic pasażu Rowickiego

Fot. 3. Rozbiórka DT Sezam za pomocą koparki uzbrojonej w kleszcze

Realizacja rozbiórki

Zasadniczą rozbiórkę prowadzono metodą mechaniczną za pomocą koparki uzbrojonej w kleszcze (fot. 3). W celu ochrony instalacji umieszczonej pod chodnikiem ulicy Marszałkowskiej konieczne było wykonanie od tej strony ściany berlińskiej. Zabezpieczenie to umożliwiło również usunięcie fundamentów DT Sezam od strony ulicy. Na czas rozbiórki fundamentów i wykonania murków prowadzących do ściany szczelinowej konieczne było tymczasowe podparcie ściany. Do tego celu wykorzystana została konstrukcja piwnic DT Sezam (fot. 4).

Fot. 4. Rozbiórka. Tymczasowe podparcie ściany berlińskiej o konstrukcję piwnic DT Sezam

Rozbiórka budynku w mieście. Podsumowanie

Realizacja rozbiórki w gęstej zabudowie miejskiej zawsze stanowi duży problem techniczny. Zwykle połączona jest ze wznoszeniem nowego budynku i wymaga zastosowania nietypowych, indywidualnych rozwiązań. Ochrony wymaga nie tylko sąsiednia zabudowa, ale również liczne instalacje w sąsiedztwie. Taka rozbiórka musi być poprzedzona szczegółowymi analizami, projektem, a w trakcie jej realizacji powinien być prowadzony monitoring geodezyjny i sejsmometryczny.

dr inż. Marek Kapela Politechnika Warszawska Filia w Płocku, WBMiP, Instytut Budownictwa

Literatura

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 – Prawo budowlane (t.j. Dz.U. z 2021 r. poz. 2351 ze zm.).
2. PN-B-02170:2016-12 Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na