Keller Polska Sp. z o.o.

Geotechnika bez ryzyka




Keller Polska Sp. z o.o. - Keller EMEA Division

W ramach prac polegających na wzmocnieniu podłoża gruntowego pod składowisko węgla na terenie Zakładów Koksowniczych Victoria S.A. w Wałbrzychu wykonane zostało dogęszczenie gruntu za pomocą zagęszczania impulsowego (IC - Impulse Compaction). W trakcie wzmacniania gruntu wykonano około 1400 sztuk punktów impulsowego dogęszczenia. Zgodnie z warunkami kontroli wykonawstwa stosowano kryterium kontroli, które polegało na wykonaniu minimum dwóch przejść ubijaka w danym punkcie (około 30 uderzeń na pojedyncze przejście) oraz osiągnięciu minimalnego wpędu ubijaka, poniżej 20 mm, po ostatnim uderzeniu ubijaka. Kratery powstające po ubijaniu dynamicznym były uzupełniane pospółką oraz gruzem betonowym frakcji 0-100 mm.

W ramach warunków kontroli wykonawstwa wykonano kilkanaście sondowań dynamicznych, które pozwoliły na sprawdzenie efektywności wzmocnienia podłoża gruntowego. Wyniki przykładowych sondowań po jednym i dwóch przejściach ubijaka przedstawiono na rysunkach.

fot 3 plan
sondowania przekroj

  

Po przeanalizowaniu wyników kontrolnych sondowań dynamicznych stwierdzono, że średni stopień zagęszczenia ID=0,5 został osiągnięty i umożliwia dalsze kontunuowanie prac. Konieczne było jedynie powierzchniowe dogęszczenie gruntu bezpośrednio pod konstrukcję oporową oraz fundamenty suwnicy gdzie minimalny wskaźnik zagęszczenia wierzchniej warstwy powinien wynosić IS=0,94.

fot 2 fot 1 fot 4

 

W przypadku głębokich wykopów budowlanych w trudnych warunkach gruntowych przy wysokim poziomie wody gruntowej, braku warstwy gruntów słaboprzepuszczalnych, braku stateczności podłoża w poziomie płyty fundamentowej oraz w przypadku budowy w centrum miasta, optymalnym rozwiązaniem pod względem kosztowym jak i technicznym jest zastosowanie obudowy docelowej w postaci ścian szczelinowych oraz ekranu przeciwfiltracyjnego w technologii Soilcrete. Udanym przykładem takiego połączenia jest budowa Concept-Tower na przecięciu ulic Karolkowej i Grzybowskiej w Warszawie.

W związku z występowaniem w podłożu gruntów sypkich: piaski drobne, pylaste, żwiry, wysokiego poziomu wody gruntowej (8,0m słupa wody) oraz konieczności wykonania głębokiego wykopu budowlanego pod zaprojektowany trójkondygnacyjny parking podziemny (wykop o głębokości 18,0m) zaproponowano autorskie rozwiązanie Keller Polska w postaci zabezpieczenia wykopu za pomocą ścian szczelinowych oraz odcięcia się od wody gruntowej za pomocą ekranu przeciwfiltracyjengo w technologii Soilcrete.

Ściany szczelinowe o grubości 80cm i głębokości 23,0m zaprojektowano jako podparte na dwóch poziomach za pomocą tymczasowej, stalowej konstrukcji rozparcia. W związku z bardzo napiętym harmonogramem prac zrezygnowano z trzech poziomów rozparcia na rzecz dwóch, których poziomy dobrano tak aby jak najbardziej ułatwić Generalnemu Wykonawcy prace ziemne oraz żelbetowe przy właściwej konstrukcji budynku.

fot 1 fot 2 fot 4

 

Aby maksymalnie zminimalizować wpływ wysokiego poziomu wody gruntowej na wykop budowlany oraz praktycznie wyeliminować wpływ odwodnienia na sąsiednie budynki zastosowano ekran przeciwfiltracyjny w technologii Soilcrete na głębokości 23,0m pod poziomem terenu. Zastosowano kolumny o średnicy 3,6m w rozstawie 2,6m i miąższości 1,35m.

Prace prowadzono w trybie 24-godzinnym dzięki czemu w maksymalny sposób zoptymalizowano czas wykonywania ścian szczelinowych i przesłony, odpowiednio w stosunku do pierwotnego harmonogramu: o 1 tydzień dla ścian i o 2 tygodnie dla przesłony. Dzięki "bonusowi" czasowemu oraz minimalizacji czasu koniecznego na prowadzenie skomplikowanych robót odwodnieniowych Generalny Wykonawca mógł przyspieszyć roboty ziemne oraz zamknąć roboty żelbetowe stanu „0" przed nadejściem zimy i ujemnych temperatur.

Keller Polska oprócz opracowania projektu wykonawczego, wykonania specjalistycznych robót fundamentowych, wspierał Generalnego Wykonawcę swoim doświadczeniem oraz wiedzą podczas robót ziemnych, a także żelbetowych w zakresie płyty dennej i stropów pośrednich.

fot 5 fot 3 fot 6

 

W 2009 roku firma Keller Polska zrealizowała szereg zadań podczas rozbudowy walcowni wyrobów długich na terenie Huty CMC Zawiercie S.A.

Pierwszym zadaniem było wykonanie dodatkowych pali CFA o średnicy 650 mm i długości 12,0 m pod rozbudowywany fundament słupa podsuwnicowego. Istniejący fundament o wymiarach podstawy 6,0 m na 8,0 m posadowiony na palach Franki, miał zostać wzmocniony przez wykonanie dodatkowych pali oraz opaski żelbetowej łączącej starą i nową część fundamentu. Ponieważ spód istniejącego fundamentu znajdował się około 5,3 m poniżej poziomu posadzki i zlokalizowany był pod słupem wewnętrznym, w rejonie czynnej linii technologicznej wykonanie tak głębokiego wykopu szerokoprzestrzennego okazało się niemożliwe. Dodatkowym utrudnieniem okazał się dach hali, który uniemożliwiał wykonanie tak długich pali z poziomu posadzki.

W związku z powyższym podjęto decyzję o wykonaniu tymczasowego zabezpieczenia wykopu na czas wykonywanych robót fundamentowych za pomocą palisady z pali CFA. Łącznie wykonano 49 sztuk pali CFA o średnicy 650 mm i długości 8,0 m w rozstawie 63 cm. Pale zbrojone były kształtownikami stalowymi. Następnie wykonano wstępny wykop i przygotowano platformę roboczą dla wiertnicy na poziomie, który umożliwiał wykonanie pali pod istniejącym fundamentem. W kolejnym etapie została zamontowana tymczasowa konstrukcja rozparcia i wykop został pogłębiony do rzędnej docelowej, a następnie przystąpiono do robót żelbetowych.

fot 10 fot 3 fot 9

 

Drugim zadaniem w ramach rozbudowy walcowni, w którym uczestniczyła firma Keller Polska była budowa osadnika zgorzeliny z pompownią i ociekaczem. Projektowany osadnik o długości 24,7 m i szerokości 14,1 m w zasadniczej części miał służyć jako szczelny zbiornik na zendrę. Na dnie zbiornika przewidziano płytę fundamentową posadowioną ok. 13,0 m poniżej posadzki hali.

W projekcie podstawowym przewidziano zabezpieczenie wykopu za pomocą kotwionej palisady z pali wierconych typu CFA o średnicy 600 mm zbrojonych kształtownikami stalowymi. Po wykonaniu wykopu, pale należało oczyścić, a następnie wyrównać torkretem z betonu wodoszczelnego na siatce stalowej. Dopiero na tak przygotowanym powierzchni miały zostać montowane maty bentonitowe, a następnie wykonana żelbetowa ścianka dociskowa o grubości 20 cm. Takie rozwiązanie z uwagi na przerwy technologiczne wynikające z dojrzewania betonu w palach, a następnie iniektu stałych kotew gruntowych oraz dużą pracochłonność przy wykonaniu lica wewnętrznego ściany zbiornika spowodowałoby niedotrzymanie terminu ukończenia prac.

Keller Polska zaproponował zabezpieczenie wykopu za pomocą ściany szczelinowej o grubości 60 cm, która docelowo będzie pełnić rolę ściany zewnętrznej osadnika. Aby nie demontować dachu hali w koncepcji założono, że konieczne będzie wykonanie wstępnego wykopu szerokoprzestrzennego i obniżenie platformy roboczej do poziomu, który umożliwiałby bezpieczną pracę głębiarki i wykonanie ściany szczelinowej do głębokości ok. 18,5 m poniżej posadzki. Biorąc pod uwagę posadowienie słupów podsuwnicowych oraz ograniczony obszar prac możliwe było wykonanie wykopu o głębokości około 4,0 m. Część fundamentów posadowionych poniżej tego poziomu musiała zostać podchwycona, a obciążenia na nie działające sprowadzone poniżej dna wykopu wstępnego. Podchwycenie musiało zostać wykonane z dużą precyzją, ponieważ podstawowym wymogiem inwestora było utrzymanie ciągłej produkcji w hali. Do podchwycenia fundamentów została wykorzystana metoda Soilcrete® (Jet grouting).

fot 1 przekroj fot 2

 

Po zaakceptowaniu proponowanego rozwiązania firma Keller Polska w pierwszej kolejności przystąpiła do wykonania podchwycenia fundamentów. W kolejnym etapie został wykonany wykop wstępny i ściana szczelinowa wraz z prostopadłymi żebrami usztywniającymi. W czasie dojrzewania betonu ściany szczelinowej został wykonany oczep wraz z pozostałą żelbetową częścią osadnika. Następnie przegłębiono wykop i zamontowano konstrukcję tymczasowego rozparcia, po czym wykonano wykop docelowy. Na koniec po wykonaniu płyty fundamentowej i wewnętrznych ścian zbiornika zdemontowano tymczasową konstrukcję rozparcia.

Wykonanie osadnika w przedstawiony sposób pozwoliło obniżyć koszty zadania oraz dotrzymać terminu oddania całości robót. Dodatkową zaletą w stosunku do podstawowego rozwiązania jest brak stałych kotew gruntowych we wnętrzu hali, które w przyszłości mogłyby komplikować dalsze inwestycje lub modernizację. Ponieważ ściana szczelinowa została wykonana z betonu wodoszczelnego C30/37 W10 można było zrezygnować z wykonania dodatkowej izolacji za pomocą mat bentonitowych, a co za tym idzie uniknięto również 20 cm ściany dociskowej, która zmniejszyłaby kubaturę osadnika.

rzut ss fot 5 fot 6
fot 7 fot 8 przekroj os

W celu wykonania dodatkowych pomieszczeń wewnątrz zabytkowej Hali Stulecia, wpisanej do rejestru zabytków Unesco, Firma Keller Polska Sp. z o.o. zaprojektowała i zrealizowała tymczasowe zabezpieczenie głębokiego wykopu za pomocą wspornikowej palisady z kolumn DSM oraz kolumn Soilcrete. Było to alternatywne rozwiązanie w stosunku do wciskanych ścianek szczelnych.

Dokumentacja geotechniczna wykazała zaleganie gruntów niespoistych w postaci piasków grubych i pospółek do głębokości około 10 - 11 m poniżej poziomu roboczego oraz bruku morenowego miąższości około 1 m zalegającego na warstwie gliny piaszczystej.

przekr geol przekroj poprz

 

Tymczasowe zabezpieczenie spełniało funkcje statycznej obudowy wykopu oraz pionowej przesłony przeciwfiltracyjnej ograniczającej napływ wody przez grunty niespoiste do wnętrza wykopu. Zabezpieczenie zrealizowano poprzez połącznie technologii wgłębnego mieszania gruntu DSM oraz wysokociśnieniowej iniekcji strumieniowej Soilcrete, co pozwoliło na efektywnie odwodnienie wykopu i wykonanie płyty dennej. Zbrojone kolumny DSM profilami IPE 360 i 450 długości 7,5 m oraz 9 m, zaprojektowano jako elementy nośne i uszczelniające, natomiast kolumny Soilcrete pełniły funkcję uszczelniającą i wypełniającą. Długości kolumn uzależnione były od głębokości zalegania warstwy glin w które zagłębiano kolumny. Aby przeciąć drogę filtracji wody do wnętrza wykopu kolumny zagłębiano na głębokość minimum 1,0 m w warstwę glin piaszczystych. Dużym utrudnieniem wykonawczym była konieczność przewiercenia się przez warstwę bruku morenowego zalegającą nad stropem gliny.

Kolumny wypełniające wykonane zostały w systemie „D" wykorzystując zaczyn cementowy jako medium tnące i mieszające. Dla zwiększenia zasięgu oddziaływania strumień zaczynu otulony został powietrzem. Kontrolując w precyzyjny sposób ruchy żerdzi wiertniczej (prędkość podciągania i obrót) uzyskano pożądany kształt i zasięg scementowania. Wykonywanie zeskalonej bryły odbywało się bez wstrząsów co miało istotny wpływ na prowadzenie prac wewnątrz istniejących obiektów.

plan przekroj fot 2

 

fot 4 fot 5 fot 1

Modernizacja zabytkowego Dworca z XIX wieku polegała na przebudowie budynku głównego, budowie podziemnego parkingu przed budynkiem głównym, poprowadzeniu tuneli technicznych poniżej poziomu posadowienia fundamentów i budowie kilku nowych obiektów. Przy tak gruntownej przebudowie konieczne było wzmocnienie podłoża, obniżenie poziomu posadowienia oraz „podchwycenie" istniejących fundamentów. Do większości robót zastosowano technologię Soilcrete (Jet grouting).

W ramach modernizacji dworca wykonano następujące zadania geotechniczne:

  1. Podchwycenie fundamentów polegało na wzmocnieniu podłoża gruntowego poniżej istniejącego poziomu posadowienia. Podchwycenia wykonywano w formie scementowanego bloku gruntu i stanowiły one przedłużenie fundamentów do głębiej położonych, nośnych warstw podłoża. Zachodzące na siebie kolumny tworzyły zwartą i szczelną ścianę.
  2. Palisady zabezpieczające głębokie wykopy wykonywano z zachodzących na siebie kolumn Soilcrete®. Przy większych głębokościach kolumny zbrojono profilami stalowymi, zwieńczano oczepem, oraz rozpierano lub kotwiono gwoździami gruntowymi, ściągami lub kotwami. Zachodzące na siebie kolumny tworzyły szczelną palisadę umożliwiającą prowadzenie prac poniżej poziomu wody gruntowej.
  3. Uszczelnienie dna tunelu w postaci poziomej przesłony wykonanej z zachodzących na siebie „krążków", tj. krótkich pionowych kolumn Soilcrete®, stosowano w rejonie gruntów przepuszczalnych.
  4. Wzmocnienie podłoża pod nowoprojektowane obiekty stosowane w przypadku braku możliwości wykonania wykopu pod nowe fundamenty. Przy istniejących obiektach wykonywano zbrojone kolumny Soilcrete® pełniące rolę fundamentu palowego, na których opierano oczepy fundamentowe nowego obiektu.

Prace wykonane przez Keller Polska na Dworcu PKP we Wrocławiu koncentrowały się w czterech głównych rejonach. Były to: obszar przed Dworcem, Budynek Główny, perony oraz Dworzec Nocny.

Obszar przed Dworcem obejmował przestrzeń gdzie powstanie podziemny parking dla około 250 pojazdów. Na tym terenie wykonano podchwycenie Ryzalitu Centralnego (głównego wejścia do budynku) oraz uszczelnienie pomiędzy ścianką szczelną wykonaną przed budynkiem głównym i fundamentami budynku głównego. Dodatkowo Ryzalit Centralny został zabezpieczony kotwami linowymi oraz ściągami.

fot 8a fot 1 fot 19

 

Budynek Główny jest najbardziej znaną częścią Dworca PKP Wocław Główny. Na piętrach budynku, gdzie dotychczas znajdowały się biura Dworca powstanie po modernizacji centrum handlowe. Zmiana rodzaju użytkowania wymagała wymiany starych drewnianych stropów na żelbetowe. Większe obciążenia wymagały wzmocnienia podłoża pod budynkiem. Zwiększenie wysokości użytkowej piwnic uzyskano przez obniżenie poziomu ich posadzki i podbicie fundamentów kolumnami Solicrete®. Wykonanie tuneli technologicznych wymagało głębienia wykopów obok i poniżej poziomu istniejących fundamentów. Aby zapobiec obsunięciu się ścian i fundamentów do wykopów konieczne było podchwycenie fundamentów budynku oraz wszystkich słupów w hali kas. Dodatkowo w wielu miejscach wykonywano wzmocnienie gruntu pod nowo projektowane schody, windy itp.

fot 13 fot 5 fot 6

 

Perony wybudowano w przeszłości na terenie byłych stawów hodowlanych i składów kolejowych. Wykonywanie kolumn Soilcrete® w namułach lub nasypach niebudowlanych, często skażonych substancjami ropopochodnymi, stanowiło technologiczne wyzwanie i wymagało starannego wykonawstwa oraz wzmożonej kontroli robót. Pod peronami przebiega 7 tuneli łączących je z budynkiem głównym i drugą stroną dworca. Na peronach wykonano wzmocnienie podłoża pod nową halę, obiekty małej architektury oraz obudowę schodów ruchomych w formie palisady. Poważnym utrudnieniem prac był ruch pociągów w bezpośrednim sąsiedztwie robót. W tunelach prowadzono prace polegające na wzmocnieniu fundamentów przez ich podchwycenie oraz wykonano palisady zabezpieczające głębokie wykopy dla nowych tuneli technologicznych. W celu ograniczenia dopływu wody gruntowej przez dno wykopu wykonano poziomą przesłonę uszczelniającą wzdłuż całego kanału technologicznego. Palisada wraz z poziomą przesłoną stanowiła szczelną wannę i zapewniła stateczność istniejących budynków oraz bezpieczne prowadzenie robót poniżej poziomu wody gruntowej.

Poniższe fotografie ilustrują możliwość dokładnego uszczelnienia fundamentu technologią wysokociśnieniowej iniekcji Soilcrete®. Prace w tunelach utrudniał bardzo niski prześwit. Przy wysokości 2,60 m w świetle instalowanie czterometrowych stalowych profili w kolumnach o długości pięciu metrów wymagało dużej staranności i precyzji robót.

fot 20a fot 25 fot 4
przekr poprzeczny fot 23 fot 16

 

Dworzec Nocny był najmniejszym ze wszystkich obiektów ale prace w trym rejonie sprawiły dużo niespodzianek. Brak przedwojennej dokumentacji oraz inwentaryzacji fundamentów, jak również danych o przebiegu instalacji podziemnych były powodem wielokrotnego wstrzymywania prac w celu dokonania rewizji projektu. Wykonano tu podchwycenie fundamentów oraz palisadę zbrojoną kształtownikami i wzmocnioną gwoździami gruntowymi wraz z żelbetowym oczepem, rozporami oraz ściągami.

 

Prace geotechniczne w technologii Soilcrete® realizowane w ramach modernizacji Dworca Głównego PKP we Wrocławiu prowadzono od maja 2010 roku do lipca 2011 roku. Na wszystkich opisanych powyżej obszarach prace prowadzono niemal równolegle z wykorzystaniem do 7 wiertnic jednocześnie, często w systemie dwuzmianowym. W najwęższych miejscach oraz tam gdzie nie było przewiewu powietrza stosowano małą wiertnicę KB-1 o napędzie elektrycznym. Mogła ona wjechać i prowadzić prace w miejscach o szerokości minimalnej 80 cm. W miejscach szerszych i dobrze wentylowanych stosowano większe wiertnice o napędzie spalinowym KB-0 i KB-2.

Prace na Dworcu PKP we Wrocławiu miały nietypowy charakter. Dworzec był czynny przez cały czas robót iniekcyjnych. Budynek główny i część tuneli była użytkowana do momentu rozpoczęcia prac budowlanych. Utrudniało to wykonywanie inwentaryzacji obiektu i odkrywek fundamentów. Wykonywanie odkrywek było utrudnione z powodu wysokiego poziomu wody gruntowej oraz braku dokumentacji przedwojennej przebudowy dworca. W iniekcyjnych pracach geotechnicznych rzetelna dokumentacja z inwentaryzacji jest podstawą opracowania poprawnego projektu. Znajomość warunków gruntowych oraz poziomów posadowienia jest szczególnie ważna w przypadku podchwytywania fundamentów istniejących obiektów oraz robót uszczelniających mających zapewnić ochronę przed napływem wody gruntowej.

Dodatkowym utrudnieniem prac był historyczny charakter Dworca Głównego. Praca w pomieszczeniach, których nie można było „naruszyć" ani zabrudzić była dużym utrudnieniem przy, z natury „mokrych", iniekcyjnych robotach geotechnicznych. Pomimo wielu utrudnień prace wykonywano terminowo i zgodnie z założeniami projektowymi.

Główna NASZE ROZWIĄZANIA

Nasze oddziały

Ożarów Maz.
Gdańsk
Kraków
Poznań
Wrocław
Szczecin

Społeczności

logo fb szare Facebook 
logo in szare Linkedin
logo instagram szare Instagram 
logo youtube szare Youtube
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.