Castor Park Bobrowiecka
Przy ulicy Bobrowieckiej w Warszawie, nieopodal centrum handlowego Panorama, zaprojektowano duży kompleks biurowy Castor Park. Budynek o 5 kondygnacjach z dwoma poziomami garaży podziemnych posadowiony został na płycie fundamentowej na głębokości 6.50 m ppt. tj. na rzędnej 0.84 m n.p. ‘’0’’ Wisły. Jako ‘’zero’’ budynku przyjęto rzędną 8.00 m n.p. ‘’0’’ Wisły. Przegłębienia w płycie sięgają do poziomu 0.00 m n.p. ‘’0’’ Wisły. Zaprojektowano płyty grubości 0.60 metra (fot. 1).
Jak wykazały badania geotechniczne pod warstwą gruntów nasypowych zalegają średnio zagęszczone piaski rzeczne wyższego tarasu zalewowego. W piaskach na głębokości 2.00 m p.p.t. tj. na rzędnej 5.25 m n.p. ‘‘0’’ Wisły występuje woda gruntowa. Piaski sięgają do rzędnych 2.30 – 5.50 m n.p. ‘’0’’ Wisły i przykrywają strop iłów plioceńskich, wykształconych w postaci iłów pylastych, glin pylastych i pyłów. Grunty te są w stanie półzwartym, lokalnie twardoplastycznym. Rozpoznanie podłoża wykonane zostało do głębokości 15.00 metrów, ale część otworów była płytsza. W pierwszej koncepcji nie zakładano budowy dwóch poziomów podziemnych garaży. Posadowienie było płytsze i nie było potrzeby wykonywać głębszych otworów. Część tych płytszych otworów zakończyła się w piaskach nie sięgając stropu iłów (rys. 1).
Ponieważ woda gruntowa występowała wyżej niż projektowany poziom posadowienia założono, że obwodowa ściana szczelinowa będzie zagłębiona w warstwy gruntów spoistych. Szczelność ścian i iłów znajdujących się w dnie wykopu miały zapewne odcięcie dopływu wody do wykopu. Pozostało jedynie wypompować wodę uwięzioną w piaskach wewnątrz ścian szczelinowych.
Zaprojektowano ścianę szczelinową grubości 0.60 m i o zmiennej długości, od kilkunastu do dwudziestu kilku metrów. Ściana została zabezpieczona przed utratą stateczności kotwami gruntowymi. Powierzchnia wykopu wynosiła blisko hektar! Był to jeden z większych wykopów realizowanych w Warszawie, gdzie zastosowany został opisany powyżej sposób odcięcia dopływu wody do wykopu. Analogiczny sposób zabezpieczenia wykopu wykorzystano np. przy budowie biurowca z galerią handlową przy Placu Unii Lubelskiej w miejscu rozebranego Supersamu.
W trakcie kopania kolejnych sekcji ścian szczelinowych kontrolowano wydobywany urobek i sprawdzano czy każda sekcja jest zagłębiona w gruntach spoistych. Na podstawie makroskopowej oceny opracowano metryki każdej sekcji. Ostateczne część sekcji od strony ulicy Bobrowieckiej została wykonana do większej głębokości niż to projektowano. Niektóre sekcje przegłębiono o kilka metrów.
Realizację wykopu rozpoczęto w lipcu 2016 roku. W pierwszym etapie, gdy ściany nie były jeszcze zabezpieczone kotwami gruntowymi, prace ziemne toczyły się w środkowej części wykopu. Stateczności ścian zapewniały przypory ziemne. Gdy buławy osiągnęły wymaganą wytrzymałość, sprężono kotwy i rozpoczęto usuwanie przypór ziemnych, realizując pozostałe części wykopu.
W dnie wykopu odsłaniały się kolejne fragmenty iłów (fot. 2). Przyjęto zasadę, że bezpośrednio po osiągnięciu wymaganej głębokości dna wykopu będzie przykrywany warstwą betonu podkładowego. W ten sposób grunt był chroniony przed deszczem i działaniem promieni słonecznych. Przy panujących latem wysokich temperaturach ił szybko traci wilgotność, kurczy się i pęka. W krótkim czasie jego struktura jest zniszczona do głębokości kilku centymetrów. Zdarzało się, że odsłonięta rano część wykopu, przez kilka godzin pozostawiona na działanie słońca, musiała być bezpośrednio przed betonowaniem przygotowywana na nowo. Spękany ił usuwano zwiększając grubość układanego betonu podkładowego. Wykop realizowano koparkami wyposażonymi w gładkie łyżki (fot. 3).
W trakcie wykonywania robót ziemnych prowadzony był stały nadzór geotechniczny. Przed układaniem betonu podkładowego sprawdzano stan gruntu znajdującego się w dnie wykopu. Do oceny podłoża zastosowano ręczną sondę CPT, która w szybki i prosty sposób pozwala ocenić stan podłoża. Na manometrze zamontowanym na sondzie mierzona jest opór pod podstawą stożka.
Na budowie prowadzono także nadzór hydrogeologiczny. W wykonanych na zewnątrz wykopu piezometrach mierzono aktualny stan wody gruntowej. Prace przy realizacji wykopu przebiegały sprawnie, ale gdy roboty ziemne rozpoczęto w części wykopu od strony ulicy Bobrowieckiej, okazało się, że w dnie występują piaski drobne. W piaskach znajdowała się woda. Zainstalowano igłofiltry w celu obniżenia poziomu wody. W ciągu jednej godziny odpompowano 7m3 wody. Po dwudniowym okresie pompowania zaobserwowano obniżenie się poziomu wody gruntowej w piezometrze zamontowanym w pobliżu po przeciwnej stronie ściany szczelinowej. Woda w piezometrze obniżyła się o 0.7 metra.
Przeprowadzone badania na próbce piasku pobranej z dna wykopu wykazały, że jest to piasek drobny, zbliżony do średniego, pochodzący z trzeciorzędu, czyli z tego samego okresu co otaczające go iły (rys. 2).
Ciekawe obserwacje poczyniono oglądając powierzchnię dna wykopu. Pstry ił pylasty graniczył z szarym pyłem, a ten z kolei przechodził w opisany powyżej szary piasek drobny. Warstwy rozdzielone były prostymi liniami (fot.4).
Soczewka piasku znajdowała się w miejscu, w którym zwiększono długość ścian szczelinowych, a na przekroju geotechnicznym był otwór mniejszej głębokości zakończony w warstwie piasków drobnych. Na tym odcinku przebiegu ścian szczelinowych występowała znaczna deformacja stropu iłów i prawdopodobnie fragment którejś z sekcji nie doszedł do poszukiwanej warstwy.
Roboty ziemne zostały z powodzeniem zakończone, ale ciśnienie wody musi być regulowane do czasu gdy zrównoważy je ciężar wznoszonej konstrukcji.
Opisany przykład świadczy o ryzyku, które zawsze występuje przy przyjętym sposobie odcięcia dopływu wody do wykopu. W tym przypadku podjęto wszystkie ‘’środki ostrożności’’ a nie można mówić o 100% sukcesie.
Doświadczenia, które zdobywamy na kolejnych budowach świadczą o konieczności bardzo precyzyjnej oceny przebiegu stropu gruntów spoistych. Tak się zdarza, że najwięcej kłopotów sprawiają iły trzeciorzędowe, których strop jest pofałdowany w wyniku działań glacitektonicznych. Kłopoty z dopływem wody do wykopu były na wspomnianej budowie przy Placu Unii Lubelskiej, czy też znacznie poważniejsze na budowie stacji metra Świętokrzyska, gdzie woda zalała wykop i prace zostały przerwane na kilka miesięcy.
Niezmiernie ważne jest precyzyjne rozpoznanie podłoża na etapie przygotowania dokumentacji geotechnicznej. Odległości pomiędzy otworami nie powinny być większe od 15 – 20 metrów. Zaniepokojenie powinny budzić wszelkie zaobserwowane odstępstwa w budowie geologicznej działki. W razie potrzeby należy wykonać otwory dodatkowe, które pozwolą lepiej odczytać przebieg stropu gruntów nieprzepuszczalnych. Konieczność budowy wielopoziomowych garaży podziemnych powoduje zazwyczaj, że poziom posadowienia znajduje się poniżej poziomu wody gruntowej. Będziemy zmuszeni jeszcze wielokrotnie do szukania warstw gruntów, które pomogą odciąć dopływ wody gruntowej do wykopu. Realizujemy takie budowy bezpiecznie, zmniejszając ryzyko do minimum.