W Polsce wciąż istnieje potencjał i możliwość szerokiego i różnorodnego wykorzystania ścianek szczelnych stalowych jako ścian i fundamentów obiektów trwałych.
Intensywna zabudowa centrów miast wymaga rozwiązywania skomplikowanych problemów związanych z prowadzeniem robót ziemnych i fundamentowych, np. pojawiają się żądania wykonania 2-3 poziomów garaży podziemnych. Szczególnie staje się to trudne do zrealizowania w gęstej zabudowie obszarów staromiejskich, gdzie oprócz problemów technicznych dochodzą często bardzo rygorystyczne wymagania konserwatorskie. Równocześnie z rozwiązywaniem problemów zabezpieczenia stateczności ścian wykopu zachodzi konieczność analizy i ewentualnego wzmocnienia posadowień obiektów w sąsiedztwie na etapie wykonywania ścian zabezpieczających wykop, głębienia wykopu i realizacji kondygnacji podziemnych.
Odrębnym problemem jest konieczność wykonania kondygnacji podziemnych poniżej lokalnego poziomu wód gruntowych. Wymaga to zapewnienia długotrwałego obniżenia zwierciadła wody wewnątrz wykopu przy możliwie ograniczonej ingerencji w reżim wód gruntowych poza terenem realizowanej inwestycji. W dolinach rzecznych takie „wygrodzenie” wykopu i odcięcie wód gruntowych wiąże się z czasowym lub trwałym zaburzeniem spływu wód gruntowych i lokalnymi piętrzeniami.
Zobacz: Skąd się bierze woda w garażu podziemnym
Fot. 1. Wykonanie ścianki szczelnej (wykop wykonywany wciskarką) w ciasnej zabudowie miejskiej – Wrocław, ul. Krawiecka
Tradycyjnym sposobem zabezpieczenia pionowego uskoku terenu przy jednoczesnym odcięciu napływu wód gruntowych jest zastosowanie stalowych ścianek szczelnych. Pozwalają one na wykonanie monolitycznej żelbetowej konstrukcji kondygnacji podziemnych, co zapewnia zarówno ich szczelność, jak i dużą sztywność posadowienia. Ściany stalowe w zależności od sytuacji mogą być odzyskiwane (co pozwala choćby częściowo przywrócić pierwotne warunki hydrogeologiczne) lub tracone (co w dłuższej perspektywie może prowadzić do lokalnych podpiętrzeń).
Obserwowany w ostatnich latach postęp technologiczny dotyczy zarówno samych grodzic stalowych („wydajne” profile o dużej szerokości – rys. 1, gdzie b = 40-60 cm), jak i metod ich wprowadzania (kontrola wpływów dynamicznych przez monitoring drgań w otoczeniu budowy lub wręcz radykalne ograniczenie tych wpływów przez zastosowanie statycznego wciskania grodzic – fot. 1).
Rys. 1. Profile typu U i profile typu Z
Stosowanie grodzic stalowych zapewnia elastyczność rozwiązań konstrukcyjnych, szybką realizację robót i zwykle wysoką opłacalność opartą na pełnym lub częściowym odzysku materiałów.
Zobacz też:
- Grodzice w budownictwie
- Modernizacja zatoki rzecznej, czyli kranówka w rękach inżynierów
- Zabezpieczenia głębokich wykopów
- Produkty budowlane
Wyróżniamy trzy podstawowe metody pogrążania grodzic stalowych w gruncie: wbijanie udarowe, wibrowanie i wciskanie. Metody te mogą być dodatkowo wspomagane przez wyprzedzające rozwiercanie lub podpłukiwanie.
Tradycyjną metodą instalacji grodzic stalowych było wbijanie. Wbijanie jest metodą skuteczną i dość szybką, obecnie stosowane jest jednak dość rzadko, najczęściej w przypadku grodzic obciążonych znacznymi siłami pionowymi. Wbijanie daje bowiem pogląd na temat uzyskiwanych oporów wbijania, na podstawie czego można wstępnie wnioskować o uzyskiwanych nośnościach pogrążanych elementów. Metoda ta, przy użyciu współczesnego sprzętu kafarowego, pozwala na uzyskiwanie bardzo wysokiej dokładności prowadzonych robót. Niewątpliwie jest to jednak metoda, która potencjalnie może w największym stopniu negatywnie wpływać na otoczenie (drgania o niskich częstotliwościach, hałas). Rozpatrując możliwość wbijania grodzic, należy zbilansować oszczędności wynikające z zastosowania wydajnej techniki pogrążania grodzic z ewentualnymi kosztami naprawy szkód wyrządzonych przez nieuniknione wpływy dynamiczne. Nie bez znaczenia jest również aspekt psychologiczny – nerwowe reakcje ludzi mieszkających w sąsiedztwie budowy (często nieuzasadnione od strony technicznej).
W dalszej części artykułu:
- Urządzenia do instalacji grodzic.
- Nowoczesne metody wykorzystana grodzic stalowych.
- Ścianki szczelne – projektowanie.
- Ścianki szczelne – zalety i ograniczenia.
dr inż. Jarosław Rybak
