12
Posadowienie hal przemysłowych – rozwiązania konstrukcyjne, wskazówki projektowe i wykonawcze
W przypadku stwierdzenia występowania soczewki gruntu nienoś-
nego zaprojektowana siatka odwiertów niejednokrotnie musi być
zagęszczana lub modyfikowana w trakcie prowadzenia polowych
badań geotechnicznych. W celu optymalizacji konstrukcji posado-
wienia konieczne jest wtedy okonturowanie budzącego wątpliwości
rejonu. Wykonanie kilku dodatkowych badań na pewno jest wielo-
krotnie tańsze niż projektowanie posadowienia całego obiektu na
najgorsze rozpoznane warunki gruntowe.
Często popełnianym błędem jest również przeprowadzenie jedynie
badań makroskopowych lub ograniczonego zakresu laboratoryjnych
(do określenia stanu gruntu na podstawie granic konsystencji), nie-
wykonywanie badań na próbkach o nienaruszonej strukturze np.
w aparatach bezpośredniego ścinania, trójosiowym oraz edometrze.
Zazwyczaj nie realizuje się także prostych, ale bardzo przydatnych
sondowań sondą wbijaną czy ścinarką obrotową, nie wspominając
o sondowaniach statycznych CPT czy CPTU. Kolejną bolączką pro-
jektantów jest brak właściwego rozpoznania nasypów antropogeni-
cznych (w dokumentacjach bardzo często spotyka się zapis „dla
nasypów parametrów nie określa się”). Badanie jest kłopotliwe,
a interpretacja wyników może budzić wątpliwości, lecz dla każdego
nasypu da się, z poszczególnych wydzielonych warstw i rejonów,
pobrać próbki do analizy sitowej w celu określenia krzywej przesiewu.
Można także takowy nasyp przesondować, np. przy użyciu uniwer-
salnej sondy SPT czy ciężkiej wbijanej. Możliwe jest także wykonanie
próbnych obciążeń np. ponadnormatywną płytą VSS czy pakietem
płyt drogowych w celu określenia wskaźnika oraz modułów odkształ-
cenia. Podobnie słabo rozpoznawane są grunty organiczne, dla któ-
rych stara norma PN-81/B-03020 nie podaje związków korelacyjnych
pomiędzy ich stanem a parametrami mechanicznymi (dla gruntów
mineralnych związki te są powszechnie wykorzystywane podczas
sporządzania dokumentacji geotechnicznych i geologiczno-inżynier-
skich). Przy podłożach organicznych bardzo pomocne dla projektan-
tów byłoby określenie edometrycznego modułu ściśliwości gruntu
w zakresie spodziewanego wzrostu naprężenia pionowego po jego
wstępnej konsolidacji. Wyniki takich prostych i stosunkowo tanich
badań powinny dać możliwość doboru optymalnego pod względem
technicznym i kosztowym sposobu posadowienia oraz podjęcia
decyzji co do konieczności wzmacniania podłoża gruntowego.
Należy więc uczulić inwestorów na wagę rozpoznania w tym zakresie,
gdyż nieprawidłowe lub zbyt ograniczone może prowadzić do powsta-
wania niezawinionych przez projektanta błędów, a zrealizowane odpo-
wiednio dają zazwyczaj znaczne oszczędności na etapie wykonawstwa.
x x x
Konsekwencje błędów
Następstwa błędów projektowych dotyczących posadowienia są
zazwyczaj poważne, lecz objawiają się powoli, nie wywołując
z reguły nagłych awarii. Najczęściej uwidaczniają się poprzez:
• występowanie nadmiernych osiadań konstrukcji (w stosunku do
terenu otaczającego obiekt) i posadzek wewnątrz hali,
• ponadnormatywne nierównomierne osiadania powodujące np.
konieczność regularnej rektyfikacji belek podsuwnicowych,
• powstanie wychyleń słupów i ścian,
• pojawienie się rys pionowych i skośnych na elementach ściennych.
Fundamentowanie obiektów budowlanych jest zadaniem szczegól-
nie odpowiedzialnym z uwagi na ogromne koszty oraz problemy
techniczne, jakie napotyka się w przypadku popełnienia błędu pro-
jektowego lub wykonawczego. Wzmocnienie podłoża gruntowego
pod istniejącymi fundamentami wymaga zdecydowanie większych
nakładów finansowych niż właściwe przygotowanie podłoża na
etapie wznoszenia obiektu. Wynika to z czasochłonności realizo-
wania wzmocnienia pod fundamentami istniejącego obiektu, nie-
jednokrotnie będącego cały czas w użytkowaniu, oraz konieczności
stosowania niewielkich maszyn, które mogą pracować wewnątrz
hali, często z poziomu posadzki. Zazwyczaj ogranicza się do
wzmocnienia podłoża kolumnami jet grouting lub rzadziej mikro-
palami (z uwagi na problematyczne połączenie zbrojenia mikropali
z fundamentem żelbetowym). Wykonanie tych pierwszych rozpo-
czyna się zazwyczaj od odsłonięcia fundamentów i wywiercenia
w nich otworów pionowych metodą rdzeniowania (średnicy rzędu
80–120 mm). Następnie wprowadza się przez nie żerdzie służące
do iniekcji strumieniowej. W tym celu przez dysze umieszczone
w dolnej części żerdzi, tzw. monitory, podaje się zaczyn cementowy
pod wysokim ciśnieniem, a następnie podciąga się je, jednocześnie
obracając do góry. Kontrolując ciśnienie, wydatek zaczynu oraz
prędkość podciągania żerdzi wykonuje się kolumnę o żądanej
średnicy. Standardowo w metodzie iniekcji, przy użyciu zaczynu
cementowego, kolumny osiągają średnice od 40 do 80 cm. Większe
uzyskuje się przy stosowaniu metody dwu- lub trójstrumieniowej,
gdzie oprócz zaczynu cementowego podawane jest sprężone powie-
trze i/oraz woda pod wysokim ciśnieniem.
Sporadycznie nośność fundamentów zwiększa się poprzez wyko-
nanie pali wierconych lub mikropali poza obrysem istniejących
fundamentów, a następnie powiększenie samego fundamentu żel-
betowego. Minusem takiego rozwiązania jest konieczność wyko-
nywania dużych rozkopów wokół fundamentów oraz wzmacniania
ich konstrukcji.
Tab. 1. Charakterystyczne warunki gruntowe z zalecanymi sposobami posadowienia
Opis warunków gruntowych
Zalecany sposób posadowienia
W podłożu do głębokości dwukrotności
mniejszego wymiaru fundamentu, tj do 2B,
zalegają jedynie rodzime grunty mineralne od
I
D
> 0,50, I
L
< 0,3
bezpośrednie
W podłożu znajdują się grunty niespoiste
o I
D
< 0,50 lub zagęszczalne grunty mineralne
antropogeniczne (np. łupki kopalniane)
o miąższości większej od 4,0 m
bezpośrednie na podłożu dogęszczonym metodą
zagęszczania impulsowego lub ciężkiego
ubijania
bezpośrednie na podłożu dogęszczonym metodą
ciężkiego ubijania
W podłożu występują miękkoplastyczne
grunty spoiste podścielone nośnymi
bezpośrednie na podłożu wzmocnionym
kolumnami kamiennymi lub żwirowymi;
pośrednie na kolumnach DSM lub palach
W podłożu zalegają grunty organiczne
podścielone nośnymi
bezpośrednie na podłożu wzmocnionym
kolumnami kamiennymi lub żwirowymi;
pośrednie na palach
W podłożu znajdują się grunty nienośne do
poziomu ~2,0 m od poziomu terenu
bezpośrednie na podłożu wymienionym
