A A A

ŚCIANY SZCZELINOWE


Ściany szczelinowe to betonowe lub żelbetowe konstrukcje formowane w szczelinie wygłębionej w gruncie.  Stateczność ścian szczeliny wycinanej w gruncie zapewnia zwykle  zawiesina bentonitowa, roztwór polimerowy lub zawiesina twardniejąca. Betonowanie odbywa się metodą "contractor" (podwodną) przy pomocy kilku rur.

 

Wykonawstwo ścian szczelinowych należy do specjalistycznych robót geotechnicznych, wymagających zaawansowanej wiedzy i doświadczenia.

 

Ściany szczelinowe są powszechnie stosowane w budynkach z głębokimi podziemiami oraz  w robotach tunelowych. Rozwiązanie jest popularne zwłaszcza przy wykonywaniu fundamentów budowli między istniejącymi już obiektami.

 

Jeżeli przyłożone obciążenie ma charakter punktowy wykonuje się w gruncie pojedynczą sekcję ściany zwaną baretą , np. w kształcie litery T lub L, która  względu na łatwiejsze i szybsze wykonanie stosowana jest często zamiast pali wielkośrednicowych.

 

Ściany szczelinowe są jednostronnie odkopywane z pozostawieniem kilkumetrowej części utwierdzonej  w gruncie. Przy odsłonięciu ściany dużej wysokości niezbędne jest dodatkowe rozparcie albo zakotwienie.

 

Ściana szczelinowa w zależności od głębokości wykopu oraz rodzaju gruntu może pracować:

 

· wspornikowo, przenosząc wszystkie obciążenia dzięki dużej sztywności własnej oraz głębokości

· zabezpieczona kotwami iniekcyjnymi pozostawiając wykop wolny od wszelkich przeszkód

· zabezpieczona tymczasowymi rozporami stalowymi- jest do dobre rozwiązanie przy mniejszych powierzchniowo wykopach i wysokim poziomie wód gruntowych.

· rozpierana stropem – tzw. metoda stropowa, w której po wykonaniu ściany szczelinowej na gruncie wykonuje się strop stanowiący rozparcie ściany i dopiero rozpoczyna się fazę głębienia wykopu pod konstrukcję.

 

 

TECHNOLOGIA

 

Formowanie konstrukcji ściany odbywa się bezpośrednio w gruncie. Proces głębienia rozpoczyna się od wykonania murków prowadzących, torujących kierunek pracy maszyny zarówno w poziomie jak i pionie. Następną fazą jest drążenie szczeliny przy zastosowaniu zawiesiny iłowej, dzięki której wąski wykop nie ulega zasklepieniu w trakcie głębienia. Ścianę szczelinową wykonuje się sekcjami, których wymiar w planie odpowiada szerokości chwytaka lub jego wielokrotności. Dodatkowo o podziale na sekcje decydują sąsiadujące z pracami warunki zabudowy oraz warunki gruntowo - wodne. Zazwyczaj wymiar sekcji w planie odpowiada szerokości chwytaka lub jest jego wielokrotnością.

 

 

Drążenie szczeliny odbywa się w zawiesinie bentonitowej, która stabilizuje wykop.

 

Zawiesina bentonitowa składa się z bentonitu oraz wody. Bentonit jest typowym materiałem o cechach  tiksotropowych. Jego nazwa była wprowadzona przez amerykańskich geologów, którzy odkryli go w 1890 r. w stanie Wyoming (USA) niedaleko  Ft. Benton w postaci składowisk iłów. Bentonit jako materiał mineralny czysty ekologicznie składa się z kwarcu, miki, pirytu, wapna  i innych. Świeżo przygotowana zawiesina bentonitowa w czasie intensywnego mieszania ukazuje   swoje podstawowe właściwości. Następuje silne pęcznienie mieszanki i akumulacja wody w krystalicznej strukturze minerałów bentonitu. Proces hydratacji ulega redukcji przy  zwiększonej szybkości mieszania oraz w wyższych temperaturach otoczenia. Zawiesina utrzymuje cząsteczki gruntu do pewnej wielkości frakcji w swoim pierwotnym miejscu i nie dopuszcza do obsuwania się gruntu do środka wydrążonej szczeliny. Pożądana jest odpowiednio wysoka gęstość zawiesiny. Zawiesina bentonitowa penetruje w grunty spoiste oraz drobnoziarniste. W kontakcie pomiędzy gruntem a zawiesiną bentonitową woda jest odfiltrowywana i masa powstała na styku utrzymuje powierzchnię szczeliny. W gruntach żwirowych oraz niespoistych gruboziarnistych zawiesina penetruje w strukturę gruntu do pewnej głębokości. Nie powstaje masa filtracyjna i efekt stabilizacji uzyskiwany jest dzięki siłom tarcia oraz lepkości zawiesiny. Zawiesina bentonitowa jest tiksotropowa, tzn. wytrzymałość na ścianie oraz jej lepkość zanikają, gdy poddana jest drganiom lub jest przemieszczana. Pozostawiona w bezruchu uzyskuje ponownie swoje właściwości fizyczne. Dobór mieszaniny wodno-bentonitowej jest uzależniony od warunków geotechnicznych panujących w podłożu gruntowym. Skład mieszaniny jest wcześniej ustalony lub sprawdzony laboratoryjnie.

 

 

Następnie po osiągnięciu głębokości projektowej, przed betonowaniem, zabezpiecza się krawędzie sekcji, wprowadza się elementy rozdzielcze (zazwyczaj o przekroju kołowym) formujące styki sekcji oraz kosze zbrojeniowe. W zbrojeniu umieszcza się elementy niezbędne do późniejszej instalacji kotew gruntowych, rozpór lub stropów podziemnych kondygnacji (pręty startowe odginane po odkopaniu ściany), a także elementy dystansowe zapewniające projektowaną otulinę zbrojenia.

 

 

Do szczeliny wprowadza się rurę kontraktorową i rozpoczyna się betonowanie.

 

 

Wypierana zawiesina stabilizująca jest odprowadzana do zbiornika, gdzie następuje jej oczyszczenie, po czym nadaje się ona do ponownego użycia.
W planie ścianę wykonuje się co drugą sekcję i wtórnie głębi się sekcje pozostałe. Działanie takie zabezpiecza ścianę przed efektem klawiszowania.

 

 

Przed rozpoczęciem robót ziemnych ściana szczelinowa powinna zostać zwieńczona oczepem żelbetowym w celu uzyskania lepszej współpracy sąsiednich sekcji. Po wykonaniu robót przystępuje się do oczyszczenia i ewentualnie wyrównania powierzchni.

 

 

SPRZĘT

 

 

Sprzęt przez nas używany posiada specjalne obudowy wyciszające, dzięki czemu może pracować bez uciążliwości dla otoczenia. Ciężki chwytak hydrauliczny do formowania szczeliny gwarantuje wysokie tempo realizacji oraz możliwość wybierania gruntów o dużej spójności lub wysokim stopniu  zagęszczenia. Opuszczany jest on statycznie tak, że nie powoduje żadnych drgań podłoża gruntowego. Szerokość chwytaka dobierana jest  w zależności od projektowanej grubości ściany szczelinowej. Ciężar chwytaka w zależności od jego szerokości wynosi od 10 do ponad 14 ton.

 

 

 

Chwytak obsługiwany jest ze specjalnego hydraulicznego dźwigu (głębiarki) na podwoziu gąsienicowym. W trakcie głębienia ścian stale mierzona jest głębokość zapuszczenia chwytaka, a także korygowane są ewentualne jego odchylenia. W przypadku natrafienia w czasie formowania szczeliny na przeszkody  w postaci głazów lub np. starych fundamentów do ich rozbicia używane jest specjalne dłuto. Do prac pomocniczych, takich jak montaż elementów rozdzielczych, montaż zbrojenia oraz układania betonu używany jest drugi pomocniczy dźwig.

 

Rury stopendowe wyciągane są przy pomocy specjalnych podnośników hydraulicznych o sile gwarantującej pokonanie oporu tarcia pomiędzy betonem już związanym a rurą stalową. Na budowie zainstalowany jest również „węzeł” do przygotowania  zawiesiny bentonitowej (specjalny mikser szybkoobrotowy) oraz „odpiaszczacz” do czyszczenia i regeneracji już użytej  zawiesiny odpompowywanej w trakcie układania betonu.

 

 

ZALETY


Do zalet zastosowania ściany szczelinowej należy niewątpliwie skrócenie czasu realizacji oraz optymalizacja kosztów realizacji inwestycji poprzez zastosowanie jednej konstrukcji spełniającej funkcję docelowego elementu budynku, zabezpieczenia stateczności wykopu budowlanego i przeciwfiltracyjnej przegrody pionowej. Ściany szczelinowe można wykonywać w bliskim sąsiedztwie istniejących budynków a proces wykonawczy charakteryzuje niski poziom hałasu i brak wstrząsów.

 

Wykonujemy  ściany szczelinowe  o grubościach: 60 i 80 cm  głębokościach do 50 m.