Posadowianie podpór wiaduktu

Na trwającej rozbudowie centrum handlowo-usługowego IKEA na Targówku w maju rozpoczęto realizację wiaduktu, który umożliwi kierowcom jadącym Trasą Toruńską w kierunku wschodnim skręt w lewo. Samochody wjadą na wiadukt, który przerzucony zostanie nad Trasą. Po drugiej stronie wybudowane zostanie napowietrzne rondo, rozprowadzające ruch w różnych kierunkach.

Na obszarze projektowanej inwestycji w podłożu do głębokości około 2.0 metra zalegają grunty organiczne, głównie torfy oraz mady. Grunty te przykrywają piaski średnie i grube, średnio zagęszczone a lokalnie luźne. Woda gruntowa znajduje się na głębokości około 0.5 metra ppt.

W pierwszej wersji wiadukt projektowano posadowić na palach wierconych. Wykonawca obiektu Mostostal Warszawa S.A. zaproponował zmianę sposobu posadowienia. Zdecydowano wymienić grunty organiczne, zagęścić podłoże metodą wibroflotacji i zastosować posadowienie bezpośrednie.

Wibroflotacja

Wibroflotację wykonuje się za pomocą wibratora podwieszonego na dźwigu lub wiertnicy. Drgający wibrator zanurzany jest w gruncie, a jednocześnie podawana woda lub powietrze pod ciśnieniem ułatwiają zagłębienie urządzenia. Po osiągnięciu odpowiedniej głębokości przystępuje się do zagęszczania podłoża. Wibrator przesuwa się do góry i na dół. Ziarna piasku wokół wibratora przemieszczają się i zagęszczają. Wokół urządzenia tworzy się lej, do którego zsypuje się pospółkę.

Wibroflotacja
Wibroflotacja
Wibroflotacja
Wibroflotacja

Przy zagęszczaniu podłoża do głębokości 10 metrów zazwyczaj wprowadza się około 2 metry sześcienne pospółki. Ilość ta jest oczywiście zmienna i zależy przede wszystkim od stopnia zagęszczenia gruntu rodzimego. Zagęszczenie wykonuje się od dołu ku górze. Pomiar poboru prądu przez wibrator pozwala kontrolować proces zagęszczania. Po zakończeniu pracy dodatkowo zagęszcza się powierzchnię walcami. Do wibroflotacji należy używać wibratorów o amplitudzie drgań od 6.0 do 20 mm i prędkości obrotowej od 1800 do 3000 obr/min.

Wibroflotacja
Wibroflotacja
Wibroflotacja

Przygotowanie podłoża

Przed przystąpieniem do zagęszczania gruntu metodą wibroflotacji na budowie wiaduktu w miejscu usytuowania podpór i przyczółków przeprowadza się wymiany gruntu. Usuwa się warstwy torfów, namułów i glin, aż do poziomu piasku. Wymianę utrudnia wysoki poziom wody gruntowej, dlatego zastosowano powierzchniowe odwodnienie, a lokalnie lustro wody obniżono za pomocą igłofiltrów.

Wibroflotacja

Grunt wymienia się na terenie poszerzonym o 2.5 metra w stosunku do obrotu projektowanego fundamentu. Po wybraniu torfów i glin - operator koparki prowadzi prace do momentu, aż na łyżce pojawi się piasek - geotechnik przeprowadza kontrolę poprawności wykonanej pracy i wyraża zgodę na wbudowanie pospółki lub wskazuje miejsca, w których konieczne jest kontynuowanie wykopu (wymiany). Gdy wszystkie grunty słabe zostaną wybrane, wykop wypełnia się pospółką. Na tak przygotowane podłoże można wprowadzić dźwig z zawieszonym wibratorem. Wcześniej jednak przeprowadza się kontrolne wiercenia, mające ustalić, czy wymiana została wykonana poprawnie. Podłoże jest sprawdzane na głębokości 1 metra poniżej przeprowadzonej wymiany.

Wibroflotacja
Wibroflotacja

Pod podpory wiaduktu wykonuje się od 12 do 28 punktów wibracji. Głębokość zagęszczenia wynosi średnio około 10 metrów. Dla całego przedsięwzięcia zaprojektowano 375 punktów zagęszczenia.

W podłoże wbudowana jest pospółka o zawartości frakcji pylastej (d < 0.075 mm) poniżej 3% i wskaźniku różnoziarnistości U >= 4.0.

Po zagęszczeniu podłoża pod każdą podporą wykonuje się dwa sondowania dynamiczne sondą średnią. Projektanci założyli, że podłoże musi być tak zagęszczone, aby stopień zagęszczenia piasku osiągnął wartość ID = 0.60.

Gdy nastąpi zakończenie prac wibratorem, powierzchnia terenu jest zagęszczana powierzchniowo ciężkim walcem okołkowanym. Poprawność zagęszczenia kontroluje się lekką płytą dynamiczną. Pierwotnie projektowano wykonanie badań płytą VSS, jednak ze względu na konieczność szybkiego prowadzenia prac ustalono, że badania lekką płytą dynamiczną są wystarczające. Zagęszczenie kontroluje się także sondą lekką.

Przeprowadzone badania wykazują, że podłoże przygotowano odpowiednio. Głębiej zalegające warstwy zostały zagęszczone wibratorem do stopnia zagęszczenia ID = 0.60. Podobnie zagęszczone są powierzchniowe warstwy pospółki. W terenie rozpoczęto układanie chudych betonów i konstruowanie podpór.

Na budowie przygotowano także podłoże pod dźwigi. Dwa szynowe dźwigi pomagać będą w realizacji inwestycji.

Ikea
Fot. mgr inż. Sebastian Bogaczyk.
Ikea
Fot. mgr inż. Sebastian Bogaczyk.