We współczesnej geotechnice coraz częściej spotykamy się z koniecznością bezpiecznego wykonywania głębokich wykopów z równoczesnym rozwiązaniem wielu skomplikowanych uwarunkowań dotyczących stateczności ścian bocznych i dna tych wykopów, oddziaływania wód gruntowych, wpływu drgań, zjawisk osuwiskowych i innych warunków specjalnych.
Z uwagi na fakt, że na ogół wykopy te wykonuje się na terenach zabudowanych, istotnym warunkiem jest konieczność zapewnienia bezpieczeństwa obiektom istniejącym w bezpośrednim sąsiedztwie. Ze względu na częsty brak możliwości wykonywania szerokoprzestrzennych wykopów głębokich, zachodzi konieczność stosowania pionowych konstrukcji oporowych. Najczęściej stosowane są obecnie ściany szczelinowe, palisady, ściany berlińskie i ścianki szczelne. Wymienione ściany wspomagane przez kotwienia lub konstrukcje rozporowe pozwalają na wykonywanie wykopów o bardzo dużych głębokościach.
Obecnie części podziemne budynków to często nawet kilkukondygnacyjne elementy konstrukcyjne, które pełnią funkcje garaży podziemnych, zapleczy logistycznych, ale też powierzchni usługowych czy handlowych. Niejednokrotnie w ich bezpośrednim sąsiedztwie znajdują się istniejące obiekty, często stare, zabytkowe.
Ściany szczelinowe pozwalają na bezpieczne i ekonomiczne wykorzystanie dostępnych przestrzeni na wybudowanie oraz zagospodarowanie podziemnych części budynków. Trudnym i każdorazowo odmiennym problemem staje się zabezpieczenie terenu objętego obudową ze ścian szczelinowych przed niekorzystnymi wpływami hydrogeologicznymi. Problem ten dotyczy zarówno etapu realizacji obudowy wykopu w technologii ścian szczelinowych, jak i docelowego etapu eksploatacji obiektu. Wyeliminowanie zagrożenia związanego ze zmianą warunków hydrogeologicznych w sąsiedztwie budowy ścian szczelinowych wymaga bezwzględnie bardzo rzetelnego rozpoznania warunków gruntowo-wodnych w przedmiotowym obszarze. Jedynie dysponowanie dokładnymi parametrami gruntów i danymi hydrogeologicznymi pozwala na podjęcie optymalnych rozwiązań dla każdej realizacji ścian szczelinowych. Wskazane jest, przy indywidualnym rozpatrywaniu obudowy wykonywanej w tej technologii, wprowadzanie lub choćby próba wprowadzenia innowacyjnych, nowoczesnych rozwiązań w zakresie minimalizowania zmian w warunkach hydrogeologicznych obszaru objętego zasięgiem wpływu realizacji ścian szczelinowych.
Projektowanie i wykonywanie konstrukcji podziemnych wymaga zwłaszcza hybrydowego wykorzystania wiedzy zarówno z zakresu mechaniki gruntów, jak i mechaniki budowli. Przy tego typu konstrukcjach współpraca konstrukcji z ośrodkiem gruntowym przy równoległym uwzględnieniu warunków hydrogeologicznych jest niezwykle wymagająca.
Ważne jest, aby dobór technologii wykonywania ścian szczelinowych uwzględniał nie tylko wyniki analiz obliczeniowych, ale również aspekty realizacyjne danej technologii wykonywania wykopu i zasięg jego wpływu na sąsiedztwo. Tradycyjnie ściany szczelinowe postrzegane są jako konstrukcje, które docelowo należy zagłębić w warstwy gruntów o znikomej wodoprzepuszczalności, tak aby mogły spełniać swoją podstawową rolę, tj. funkcjonować w postaci szczelnej obudowy wykopu lub szczelnej obudowy ścian części podziemnych budynków. Obecnie trwają jednak zaawansowane analizy w zakresie modyfikacji wykonawstwa ścian szczelinowych, tak aby możliwe było ich wykorzystanie w sposób poszerzony, zwiększając tym samym ich efektywność ekonomiczną. Na pewno czołowym trendem jest tutaj eliminacja lub chociażby ograniczenie problemu gromadzenia się wody w obrębie realizacji ścian szczelinowych.
To, co jednak zasługuje na szczególną uwagę, to fakt, że ściany szczelinowe kryją potencjał spełniania wielu ważnych, wartościowych funkcji przy pewnych modyfikacjach i udoskonaleniach.
W świetle dotychczasowych doświadczeń, jak również prac studialnych i eksperymentów w skali naturalnej, można przewidzieć znaczący postęp w metodach odwodnień wykopów obudowanych ścianami szczelinowymi lub palisadami oraz wykorzystanie możliwości modyfikacji tych konstrukcji przy zachowaniu ich funkcji podstawowej.
Jerzy Jan Domski
Z.K.B. „Geocomp” Sp. z o.o. Kraków
Zakład Konsultacyjno-Badawczy „Geocomp” Sp. z o.o.
ul. Balicka 18a, 30-149 Kraków
tel. 12 638 70 56
biuro@geocomp.krakow.pl
