Istnieje wiele różnych sposobów na to, aby zabezpieczyć głębokie wykopy. Wybór najlepszej metody jest kluczowy, ponieważ chroni przed osuwaniem się gruntu, zapewnia stabilność i bezpieczeństwo podczas realizacji projektowanej inwestycji i zabudowy sąsiedniej. Wśród dostępnych opcji warto zwrócić uwagę na ściany szczelinowe, ścianki Larsena czy obudowę berlińską. Czym wyróżniają się poszczególne rozwiązania? Co je różni oraz jakie są ich atuty?
Ściany szczelinowe – charakterystyka i zalety
Jednym z popularnych zabezpieczeń głębokich wykopów są ściany szczelinowe. To rodzaj konstrukcji oporowej, którą tworzy się przez wydrążenie w ziemi szczeliny mającej głębokość nawet do 60 m. Podczas wykonywania szczeliny jednocześnie pompowana jest zawiesina bentonitowa, która zapewnia stabilność ścian pogłębionego wykopu. W następnym etapie, po dojściu do planowanej głębokości, w szczelinie umieszcza się zbrojenie, po czym wypełnia ją betonem przy jednoczesnym odpompowaniu zawiesiny bentonitowej. Ściany szczelinowe są tworzone w sekcjach, dlatego poszczególne fragmenty ścian szczelinowych u góry łączy się żelbetowym wieńcem obwodowym. Kiedy beton na stałe zwiąże się w gruncie – można przystąpić do wykonania wykopu. W zależności od głębokości, dodatkowo stosuje się rozparcia pośrednie ścian szczelinowych lub kotwy gruntowe.
Dużą zaletą ścian szczelinowych jest opcja stosowania ich w miejscach o ograniczonej przestrzeni i w bezpośrednim sąsiedztwie z już istniejącą zabudową. Podczas ich budowania nie wytwarza się drgań, które mogłyby negatywnie wpływać na przemieszczanie się gruntu oraz stabilność sąsiadujących budynków. Ten typ zabezpieczenia wykopu zapewnia dużą nośność pionową, jak również wyjątkowo wysoką szczelność obudowy, dzięki czemu skutecznie odcina wody gruntowe.
Ściany szczelinowe są odporne na zginanie, więc z powodzeniem tworzą konstrukcję docelową ścian podziemnego garażu, tunelu, linii metra itp. W zakresie ograniczeń dotyczących ich stosowania wymienia się: czasochłonność procesu ich wznoszenia, stosunkowo wysokie koszty wykonania oraz konieczność użycia specjalistycznego sprzętu.
Larseny – czyli ścianki szczelne z grodzic stalowych
Ścianka szczelna, nazywana również ścianką Larsena, to rodzaj tymczasowego lub trwałego zabezpieczenia wykopu. Składa się ona z pionowo wbitych elementów stalowych określanych grodzicami. Części te są scalane za pomocą zamków, a następnie dodatkowo uszczelniane, co pozwala na stworzenie zwartej, nieprzepuszczalnej ściany. W związku z tym ten typ obudowy tworzy niezawodną barierę zapobiegającą napływowi wód do wykopu, co jest kluczowe w przypadku realizacji prac na dużej głębokości. Ścianka szczelna charakteryzuje się też stosunkowo dużą sztywnością i może być używana w różnych warunkach geotechnicznych, w tym też na przykład przy nabrzeżu portowym.
Jej zastosowanie wiąże się z pewnymi wadami. Wbijanie lub wibrowanie grodzic stalowych wytwarza drgania, które mogą negatywnie wpływać na otaczające grunty i sąsiednie budynki. Co więcej, konieczność usunięcia elementów z ziemi po zakończeniu prac prowadzi też czasem do osiadania gruntu wokół wykopu, stwarzając ryzyko dla pobliskich obiektów. Z tego powodu ścianka szczelna często na stałe pozostaje w ziemi jako konstrukcja tracona.
Obudowa berlińska głębokiego wykopu
Kolejnym rodzajem zabezpieczeń głębokich wykopów jest obudowa berlińska stanowiąca rozwiązanie tymczasowe. Opracowano ją w latach 20. XX wieku w trakcie budowy metra w Berlinie. Ma ona formę ścian z pionowymi profilami stalowymi, które wprowadza się do gruntu w odpowiednich odległościach. Wypełnia się je belkami drewnianymi, płytami z betonu albo stali – stopniowo, w procesie odsłaniania kolejnych warstw ziemi.
Do atutów obudowy berlińskiej zaliczamy:
- szybkość montażu – kluczową dla projektów o krótkim czasie realizacji,
- korzystną cenę – to rozwiązanie relatywnie tańsze w porównaniu z innymi systemami zabezpieczeń,
- stabilność – dzięki zastosowaniu rozpór pośrednich struktura może wytrzymać duże obciążenia,
- możliwość sprawnego demontażu – po zakończeniu prac obudowę berlińską można łatwo usunąć i wykorzystać ponownie. Znakomicie również sprawdza się ona w formie konstrukcji traconej.
Obudowa tego typu nie jest zalecana do gruntów, które łatwo się osypują, na przykład piasków jednofrakcyjnych. Poza nią może następować przemieszczanie się ziemi, więc nie nadaje się ona do miejsc, gdzie blisko znajdują się inne budynki. Nie jest ona również tak szczelna, jak ściany szczelinowe lub Larsena, więc zwykle stosuje się ją powyżej poziomu wód gruntowych.
Wybór odpowiedniego rozwiązania do zabezpieczenia głębokich wykopów zależy od wielu czynników, takich jak warunki gruntowo-wodne, głębokość wykopu oraz wymagania projektowe. Z tego powodu ostateczna decyzja powinna być dokonana przez wykwalifikowanego projektanta konstrukcji budowlanych na podstawie dokładnej analizy warunków lokalnych i wymagań inwestycji. Osoby z Wrocławia, Warszawy, Poznania, Krakowa, jak również innych miejscowości pragnące nawiązać współpracę ze specjalistą w tym zakresie – zapraszamy do kontaktu!