Oddziaływanie wykopu na sąsiednią zabudowę
Wykonanie głębokiego wykopu powoduje odprężenie warstw gruntu poniżej, co może powodować wypiętrzanie się gruntu w samym wykopie jak i jego otoczeniu. Poza tym obudowa wykopu, która nie jest idealnie sztywna, zawsze ulega pewnym odkształceniom, a zatem generuje przemieszanie się gruntu w pionie i poziomie. Przemieszczenia pionowe gruntu dookoła wykopu zależą zatem od:
– warunków gruntowych,
– ewentualnego odwodnienia,
– głębokości wykopu,
– sztywności obudowy.
Ocena i analiza wypiętrzeń wynikających z odprężenia podłoża jest niezbędna w przypadku:
– występowania w podłożu gruntów spoistych, głównie iłów,
– wykonywania obiektów o nieznacznych obciążeniach, powodujących naciski na grunt mniejsze od nacisków występujących w poziomie posadowienia przed rozpoczęciem budowy,
– wykonywania obiektu, w którym przewiduje się nietypowo długi okres realizacji części podziemnej.
W pozostałych przypadkach ocenę przemieszczeń dodatnich, mających z reguły korzystny wpływ na warunki pracy konstrukcji budynku, można uznać za zbędne.
Poniżej przedstawiono schemat zasięgu wpływu głębokiego wykopu na otaczającą zabudowę.
strefa oddziaływania wykopu – obszar podłoża wokół wykopu, w którym wykonanie wykopu powoduje wystąpienie pionowych i poziomych przemieszczeń gruntu.
strefa bezpośrednich oddziaływań wykopu – obszar w bezpośrednim sąsiedztwie wykopu, w którym w szczególnych przypadkach (np. wskutek niedostatecznej nośności obudowy, nadmiernego ugięcia obudowy) mogą wystąpić przemieszczenia podłoża zagrażające nośności konstrukcji budynku (tzw. strefa SI). Zasięg strefy bezpośrednich oddziaływań wykopu należy przyjmować jako równy maksymalnej odległości od obudowy do najbardziej prawdopodobnej linii poślizgu w gruncie (maksymalnej szerokości klina odłamu).
strefa wpływów wtórnych – fragment strefy oddziaływań wykopu, w którym występujące przemieszczenia podłoża mogą powodować uszkodzenia w budynku, nie zagrażające jednak nośności konstrukcji (tzw. strefa SII).
Wyznaczanie strefy oddziaływania wykopu można uznać za zbędne i wykop uznać za wykonywany w terenie niezabudowanym, jeżeli minimalna odległość budynków od obudowy wykopu spełnia warunek:
d > 4 Hw, gdy przy wykonywaniu wykopu nie przewiduje się obniżania zwierciadła wody gruntowej poza wykopem,
d > 5 Hw, w przypadku, gdy może wystąpić obniżenie poziomu wody gruntowej poza wykopem.
Zasięg poszczególnych stref oddziaływania wykopu w zależności od występujących w podłożu gruntów można oszacować według tabeli poniżej. Na obszarze o dużych różnicach poziomu terenu wygodniej posługiwać się kątami nachylenia oddziaływań α i β.
Jeżeli w podłożu występuje mieszanka różnych rodzajów gruntu np. piaski i gliny, zalecamy przyjąć najbardziej niekorzystne warunki, czyli generujące największy zasięg oddziaływania, w tym przypadku gliny. Alternatywnie można wykonać indywidualne analizy numeryczne odzwierciedlające występujący układ warstw.
W przypadku wykopów, których wymiary w planie przekraczają 60 m, podane wartości S należy zwiększyć min. 20%.
Dla wykopów głębszych niż 10-12 m p.p.t. zasięg stref można ograniczyć uwzględniając wzrost sztywności podłoża wraz z głębokością, jednak wymaga to przeprowadzenia indywidualnych analiz numerycznych.
Konstrukcję obudów w terenie zabudowanym należy projektować tak, aby nie tylko mogła ona przenieść siły od parcia gruntu na obudowę, ale również zapewniała ograniczenie przemieszczeń podłoża w sąsiedztwie obudowy wykopu do rozmiarów nie stwarzających zagrożenia powstania istotnych uszkodzeń w budynkach sąsiednich.
Obecnie przy realizacji wykopów w terenie zabudowanym najczęściej stosuje się obudowy trwałe w postaci ściany szczelinowej, palisady, rzadziej ścianki szczelnej. Nie dopuszcza się stosowania ścianki berlińskiej, ponieważ przy jej wykonywaniu następuje znaczne rozluźnienie gruntu za obudową.
W przypadkach niewymagających istotnego ograniczenia przemieszczeń podłoża w sąsiedztwie wykopu stosowane są obudowy tymczasowe np. obudowa berlińska, ścianki szczelne.
Dla wszystkich budynków usytuowanych w zasięgu strefy oddziaływania wykopu S należy dokonać oceny oddziaływań wykopu na ich stan techniczny. Przeprowadzenie oceny powinno polegać na określeniu przewidywanych pionowych przemieszczeń konstrukcji i stwierdzeniu, czy przemieszczenia te nie spowodują:
– zagrożenia nośności konstrukcji,
– powstania w budynku niedopuszczalnych uszkodzeń.
Przy ustalaniu granicznych wartości przemieszczeń należy brać pod uwagę następujące czynniki:
– rodzaj konstrukcji budynku,
– występujące w budynku uszkodzenia,
– wpływ dodatkowych odkształceń konstrukcji (od przemieszczeń podłoża) na nośność konstrukcji i warunki jej użytkowalności,
– wyniki obserwacji zachowania się podobnych budynków,
– kształt budynku i jego usytuowanie względem wykopu.
Źródło:
- W. Kotlicki, S. Łukasik, T. Godlewski, W. Bogusz „Ochrona zabudowy w sąsiedztwie głębokich wykopów”, Instrukcja ITB Nr 376/2020, Warszawa 2020
- W. Kotlicki, L. Wysokiński „Ochrona zabudowy w sąsiedztwie głębokich wykopów”, Instrukcja ITB Nr 376/2002, Warszawa 2002
- A. Siemińska-Lewandowska „Głębokie wykopy. Projektowanie i wykonawstwo.”, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2011