Jak ograniczyć przemieszczenia gruntu podczas realizacji dużej inwestycji?

Realizacja dużej inwestycji budowlanej wiąże się ze znaczną ingerencją w naturalny układ warstw gruntu. Pod powierzchnią terenu występują materiały o zróżnicowanej nośności i podatności na odkształcenia. Nawet niewielkie przemieszczenia podłoża mogą prowadzić do uszkodzeń konstrukcji, kosztownych napraw oraz opóźnień w harmonogramie prac. Wyjaśniamy, jak ograniczyć przemieszczenia gruntu podczas realizacji dużej inwestycji.

W jaki sposób kotwy gruntowe ograniczają przemieszczenia gruntu?

Podczas wykonywania głębokiego wykopu trzeba zabezpieczyć jego boki przed osuwaniem się ziemi. Służy do tego obudowa, np. w postaci żelbetowych ścian szczelinowych lub stalowych grodzic. Napór gruntu może jednak powodować ugięcie tej konstrukcji i prowadzić do uszkodzenia pobliskich budynków oraz instalacji podziemnych. Jak firmy geotechniczne radzą sobie z tym problemem? Aktywne kotwy gruntowe stosowane przy zabezpieczaniu wykopów ograniczają odkształcenia obudowy i tym samym przemieszczanie się ziemi podczas realizacji dużej inwestycji. Są to stalowe pręty lub liny, które przenoszą obciążenia na podłoże poza strefę zagrożoną osunięciem. Geotechnicy dobierają ich długość, rozmieszczenie i siłę naprężenia na podstawie warunków terenowych oraz wymagań projektu. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie również w budownictwie hydrotechnicznym, gdzie konieczne jest zabezpieczenie konstrukcji oddzielających ląd od wody. Ściany nabrzeży muszą przenosić napór gruntu oraz obciążenia związane z działalnością portową, dlatego stosuje się zakotwienia ograniczające ich przemieszczanie w kierunku akwenu. Przykładem jest modernizacja obiektów Bazy Oznakowania Nawigacyjnego Urzędu Morskiego w Szczecinie, podczas której wykonano kotwy mikropalowe mocujące ściankę nabrzeża.

Jak ograniczyć osiadanie gruntu pod ciężkimi obiektami?

W przypadku hal przemysłowych, magazynów wysokiego składowania czy wielopiętrowych budynków duże obciążenia mogą powodować stopniowe osiadanie fundamentów. Szczególne zagrożenie pojawia się wtedy, gdy podłoże składa się z gruntów słabonośnych, które pod naciskiem ulegają odkształceniom. Jedną z metod przeciwdziałania temu zjawisku jest wykonanie kolumn DSM. Technologia polega na mieszaniu ziemi ze spoiwem cementowym bezpośrednio w podłożu, co pozwala zwiększyć jego sztywność i wytrzymałość. Kolejnym rozwiązaniem są kolumny przemieszczeniowe, które przekazują część obciążeń na głębsze, bardziej nośne warstwy. W określonych warunkach stosuje się też fundamenty palowe. Dobór technologii poprzedzają badania geotechniczne oraz obliczenia przewidywanych osiadań.

Kiedy stosuje się sztuczne zamrażanie gruntu podczas robót budowlanych?

Ciekawym przykładem tego, jak można zabezpieczyć teren przed przemieszczaniem się gruntu, jest jego sztuczne zamrażanie. Posłużmy się inwestycją dotyczącą budowy tunelu pod Świną, łączącego wyspy Uznam i Wolin. Jednym z trudniejszych etapów prac było wykonanie dwóch wyjść ewakuacyjnych, które wymagały przebicia żelbetowej obudowy tunelu pod dnem cieśniny. Istniało wówczas ryzyko osuwania się ziemi oraz napływu wód gruntowych do wnętrza konstrukcji. W celu zabezpieczenia tego miejsca wykonano odwierty, w których umieszczono specjalne rury z przepływającym czynnikiem chłodzącym. Pod wpływem niskiej temperatury woda zawarta w porach gruntu zamarzła, tworząc sztywną i wodoszczelną bryłę. Dzięki temu ograniczono ryzyko przemieszczania się mas ziemnych i umożliwiono bezpieczne wykonanie przejść ewakuacyjnych. Zamrożenie utrzymywano również podczas wybierania ziemi i montażu tymczasowej obudowy, która zabezpieczała powstające wykopy.

Kotwy gruntowe ograniczają odkształcenia konstrukcji oporowych, a kolumny DSM i przemieszczeniowe zmniejszają ryzyko osiadania ciężkich obiektów. W miejscach zagrożonych napływem wód gruntowych można zastosować sztuczne zamrażanie podłoża. Projektanci dobierają odpowiednie metody na podstawie badań geotechnicznych, przewidywanych obciążeń oraz rodzaju planowanych robót.