Co to są ścianki berlińskie?

Odpowiedź: Ścianka berlińska jest jednym z rozwiązań stosowanych jako tymczasowe zabezpieczenie ścian wykopów. Z uwagi na szybkość wykonania, stosunkowo niski koszt, szybkość wykonania jest ona bardzo powszechnie stosowana. Dużą zaletą jest też to, że profile stanowiące słupki ścianki umieszcza się do rozwierconych otworów, co eliminuje trudność wykonania obudowy wykopu w gruntach gruboziarnistych (gdzie wykonanie larsenów jest technicznie trudne, a czasem niemożliwe, natomiast inne rozwiązania są nieuzasadnione pod względem ekonomicznym). Wadą ścianki typu berlińskiego jest jej mała szczelność, zatem nie jest rozwiązaniem zbyt skutecznym w gruntach nawodnionych o wysokim poziomie zwierciadła wód gruntowych – tu trzeba się liczyć z wykonaniem odwodnienia np. poprzez aplikację instalacji igłofiltrowej, a najlepiej rozważyć wykonanie szczelnej obudowy wykopu (np. z zastosowaniem grodzic stalowych, czy palisady żelbetowej).

 

Kiedy stosuje się zabezpieczenie wykopu ścianką berlińską?

Odpowiedź: Obudowę wykopu za pomocy ścianki typu berlińskiego stosuję się z reguły wtedy, gdy nie ma ku temu technicznych przeciwskazań. Ściankę typu berlińskiego cechuje niższy koszt niż w przypadku larsenów czy  ścian szczelinowych, w związku z tym jeżeli jest to możliwe, to taka obudowa jest stosowana. Największą wadą tego rozwiązania jest jego niska szczelność, w związku z tym jest szczególnie polecana na terenach o zwierciadle wód gruntowych znajdującym się poniżej dna wykopu (chyba że zostanie zastosowana instalacja odwadniająca np. igłofiltrowa). Kolejnym przeciwskazaniem są nieco większe osiadania terenu za ścianką niż w przypadku larsenów / palisady, jednakże wpływ osiadania za obudową na infrastrukturę istniejącą należy każdorazowo przeanalizować w sposób indywidualny dla danej konstrukcji przy której jest wykonywane zabezpieczenie. Głębokość zabezpieczanego wykopu nie jest dużym problemem – wykopy o głębokości około 3-4 metrów z reguły są zabezpieczane ścianką w schemacie wspornikowym, powyżej – stosując rozparcia lub kotwienie. Geometria wykopu też nie jest problemem – w przypadku załamań lub zmiany kierunku wykopu (odcinki krzywoliniowe lub prostopadłe) wystarczy przyspawać do profili głównych dodatkowe elementy np. ceowniki by można było założyć opinkę. Zdarza się też, że obudowa typu berlińskiego stanowi szalunek tracony dla ścian konstrukcji podziemnych (np. zbiorników, fundamentów skrzyniowych, ścian kondygnacji podziemnych itd.). Zatem podsumowując – w przypadku niskiego zwierciadła wód gruntowych (o ile nie ma możliwości odwodnienia) oraz w miejscach, gdzie nie ma infrastruktury istniejącej (np. fundamenty pod słupy hali etc.) prawdopodobnie można z powodzeniem zastosować ten rodzaj obudowy. Nie mniej każdorazowo zalecamy przesłać niezbędne dane do projektowania (rzuty, przekroje, PZT, opinia geotechniczna) i wtedy indywidualnie pomożemy Państwu dobrać najlepsze rozwiązanie dostosowane do Państwa potrzeb.

 

Metody wykonywania ścianek berlińskich?

Odpowiedź: Ścianki typu berlińskiego można sklasyfikować z uwagi na wiele aspektów:

  1. Z uwagi na charakter pracy ścianki:

– ścianka w schemacie wspornikowym;

– ścianka w schemacie statyczno-niewyznaczalnym – rozparta lub kotwiona jednym, dwoma, a nawet kilkoma rzędami kotew lub rozpór;

  1. Z uwagi na sposób wypełnienia otworu:

– wypełnienie otworu mieszanką betonową (najczęściej stosowane);

– wypełnienie zaczynem cementowym;

– wypełnienie gruntem drobnoziarnistym;

  1. Z uwagi na materiał z którego są wykonane słupy obudowy:

– profile dwuteowe – najczęściej dwuteowniki szerokostopowe (HEB) – rozwiązanie powszechnie stosowane z uwagi na łatwość montażu opinki pomiędzy profilami oraz dobre parametry wytrzymałościowe profili (wysoka sztywność giętna);

– profile dwuteowe normalne oraz ekonomiczne (IPE, IPN) – najczęściej gdy opinka jest układana za profilami;

– sparowane (zespawane) ceowniki – rzadko stosowane z uwagi na wysoki koszt oraz czasochłonność rozwiązania, z reguły tylko wtedy, gdy Wykonawca ma dostęp do dużych ilości profili takiego typu;

– profile zamknięte i inne, gdy opinka jest układana za profilami – bardzo rzadko stosowane;

  1. Z uwagi na rodzaj zastosowanej opinki (wypełnienie przestrzeni między profilami);

– wypełnienie opinką drewnianą – kantówki drewniane lub deski – rozwiązanie powszechnie stosowane;

– wypełnienie płytami żelbetowymi – płyty prefabrykowane (np. płyty drogowe) – krótki czas wykonania, stosowane w miejscach, gdzie obudowa wykopu pełni funkcję obudowy stałej;

– wypełnienie w postaci ścian żelbetowych monolitycznych – rozwiązanie stosowane w przypadku obudowy pełniącej funkcję zabezpieczenia stałego (np. przejazd pod przenośnikiem na terenach przemysłowych) – opinka układana za profilami, która stanowi deskowanie dla ścian. Często też, gdy w poziomie dna wykopu jest wykonywana płyta żelbetowa wykonuje się w ten sposób szczelną wannę żelbetową (zbrojenie płyty dennej oraz ścian jest ze sobą wzajemnie połączone);

– wypełnienie z blachy stalowej – rzadko stosowane, jednakże sporadycznie uzasadnione, np. w sytuacji wykonywania fundamentu żelbetowego w pobliżu fundamentu istniejącego w gruntach niespoistych – takie rozwiązanie może się okazać tańsze, a równie skuteczne niż wykonanie podbicia fundamentów istniejących (jednakże należy je rozpatrzyć indywidualnie);

 

Kiedy kotwi się ściankę berlińską?

Odpowiedź: Zarówno kotwienie, jak i rozpieranie ścianki typu berlińskiego stosuje się wówczas, gdy obliczeniowo taki zabieg jest konieczny. Następuje to wówczas, gdy:

– obciążenie naziomu jest zbyt duże, by ścianka mogła pracować w schemacie wspornikowym (np. ścianka w pobliżu czynnej drogi technologicznej);

– głębokość wykopu jest zbyt duża by zapewnić stateczność obudowy wspornikowej;

– występują ograniczenia pionowe bądź poziome w zakresie możliwego montażu (np. ścianka wykonywana w pobliżu czynnych linii energetycznych, gdzie wystarczyłaby ścianka w schemacie wspornikowym wykonana z dłuższych profili, jednakże z uwagi na ograniczenie pionowe należy zastosować krótsze profile, a tym samym następuje konieczność wykonania kotwienia);

– układ warstw ośrodka gruntowego nie pozwala na zaprojektowanie ścianki w układzie wspornikowym;

– na etapie realizacji następuje zmiana założeń, tzn. została już wykonana obudowa wykopu, a na etapie realizacji okazuje się, że niektóre założenia przyjęte do obliczeń są błędne (wzrost obciążeń naziomu, większa głębokość wykopu, diametralnie inne warunki gruntowe niż te podane w opinii geotechnicznej etc.). Wtedy koniecznym jest wykonanie sposobu naprawy i najczęściej wykonanie rozparć lub kotwień jest bardziej uzasadnione pod względem ekonomicznym niż wykonanie nowej obudowy, dostosowanej do nowych założeń oraz demontaż już tej wykonanej.

Sam wybór pomiędzy systemem kotwienia (np. kotwy gruntowe, mikropale iniekcyjne, gwoździowanie), a rozparciem wynika z indywidualnych warunków panujących na budowie.

 

Kotwienie jest szczególnie polecane wówczas, gdy:

– brakuje miejsca do wykonania rozpór (pomiędzy obudową wykopu, a krawędzią realizowanej Inwestycji jest zbyt mało miejsca);

– dla Inwestycji, gdzie ważnym jest jej czas wykonania – rozpory stanowią swoistą przeszkodę podczas poruszania się w obrębie dna wykopu, wykonywania zbrojeń, prac betonowych itd. Stosując kotwienie ten problem nie występuje;

– dla obiektów, których konstrukcja nie umożliwia przejęcia obciążenia na pewnym etapie prac celem demontażu rozpór;

– dla wykopów o dużym obciążeniu naziomu w towarzystwie gruntów o dobrych parametrach, zwłaszcza niespoistych oraz skalistych – wtedy kotwy osiągają najwyższe nośności, w związku z czym długość buławy oraz ich rozstaw jest wysoce zoptymalizowana;

 

Kiedy rozpiera się ściankę berlińską?

Odpowiedź: Temat konieczności stosowania kotew / rozpór został szeroko poruszony w odpowiedzi na poprzednie pytanie. Samo rozparcie stosowane jest wtedy… gdy jest technicznie możliwe do wykonania. Wynika to z faktu, że ścianka z rozporami jest rozwiązaniem tańszym oraz szybszym realizacyjnie aniżeli ścianka kotwiona. W związku z tym rozparcie jest polecane dla:

– wykopów liniowych;

– wykopów wąskoprzestrzennych (np. fundament pod zbiorniki, silosy etc) o niezbyt rozbudowanych wymiarach rzutu;

– wykopów odcinkowych (np. fundament pod słup linii energetycznej wykonywany na istniejącej skarpie – zabezpieczenie wykopu tylko z jednej strony);

– na terenie o silnym uzbrojeniu terenu bądź w bliskim sąsiedztwie obiektów podpiwniczonych, gdzie istniałoby ryzyko uszkodzenia infrastruktury lub ścian/fundamentów sąsiednich obiektów (np. zabezpieczenie wykopu w centrum miasta)

– dla Inwestycji, gdzie jest zgoda Inwestora na takie rozwiązanie np. wykop szerokoprzestrzenny pod obiekt podpiwniczony, Inwestor otrzymał wycenę na ściankę kotwioną oraz na ściankę rozpieraną i godzi się na lekkie trudności wykonawcze na rzecz tańszego rozwiązania;

 

Jak przebiega montaż ścianki berlińskiej?

Odpowiedź: Ściankę typu berlińskiego wykonuje się w następującej kolejności:

  1. Przygotowanie platformy roboczej – platforma robocza to uprzednio przygotowany teren umożliwiający wykonanie wiercenia otworów pod ściankę – czasem ścianka jest wykonywana z poziomu terenu, czasem należy najpierw wykonać odkrywki fundamentów istniejących, czasem pale są wiercone z danego poziomu. Ważnym jest, aby nachylenie platformy nie było większe niż dopuszczalne, w zależności od stosowanego sprzętu;
  2. Wykonanie odkrywek ewentualnych kolizji z sieciami i infrastrukturą podziemną;
  3. Pogrążenie profili stalowych. Profile należy głębić do wcześniej wywierconych otworów, wypełnionych mieszanką betonową lub zaczynem cementowym;
  4. Po wykonaniu słupków ścianki typu berlińskiego:

– albo wykonuje się rozpory i zastrzały, jeżeli one są zaprojektowane przy górnej krawędzi profili;

– albo rozpoczyna się głębienie wykopu z jednoczesnym podkładaniem opinki wraz z geowłókniną filtracyjjną (dla ścianek w schemacie wspornikowym);

– albo wykonuje się wykop częściowy wraz z podkładaniem kantówek (do głębokości wskazanej w dokumentacji projektowej – etap I) celem wykonania rozparć / kotwień na danej głębości;

  1. Kolejno wykonuje się wykopy docelowe na głębokość wskazaną w dokumentacji;
  2. Wykonanie prac budowlanych w obrębie wykopu do głębokości:

– umożliwiającej demontaż rozpory lub odcięcie profili poniżej warstw zagospodarowania terenu;

– umożliwiających demontaż rozpór;

  1. Demontaż obudowy lub pozostawienie jej w gruncie, wykonanie ewentualnych zasypek wraz z ich zagęszczeniem oraz pozostałych prac ogólnobudowlanych oraz instalacyjnych;

 

Ścianki berlińskie – zalety

Odpowiedź: Podstawowe zalety ścianki typu berlińskiego to:

– relatywnie niski koszt wykonania (względem innych metod zabezpieczenia skarp wykopów);

– łatwość wykonania;

– możliwość stosowania tego typu obudowy na terenach silnie zurbanizowanych (nie wywołują drgań, w porównaniu np. do wwibrowanych ścianek szczelnych);

– swoista „uniwersalność” stosowania (ścianki szczelne z grodzic stalowych są technicznie trudne, bądź nawet niemożliwe do wykonania w gruntach gruboziarnistych oraz skalistych);

– łatwość kształtowania obudowy w planie;

– możliwość zastosowania obudowy wykopu jako szalunek tracony dla ścian żelbetowych i innych konstrukcji żelbetowych podziemnych;

– szybkość wykonania (lecz jest to zależne od rozstawu profili, rodzaju gruntu i innych czynników);

 

Ścianki berlińskie – wady

Odpowiedź: Do wad tego typu obudowy można zaliczyć:

– niską szczelność obudowy, zatem jest nieskuteczna w gruntach nawodnionych oraz w sytuacji wysokiego poziomu Zwierciadła Wód Gruntowych (chyba, że zastosowane zostanie odwodnienie wykopu, np. za pomocą instalacji igłofiltrowej);

– trudność wykonania w gruntach osypujących się np. piaski drobne jednofrakcyjne;

– mniejsza nośność oraz sztywność giętna w porównaniu do innych rozwiązań (ściany szczelne, ściany szczelinowe, palisady żelbetowe);

– z uwagi na duże osiadania za obudową nie zawsze to rozwiązanie może być stosowane w bliskim sąsiedztwie infrastruktury istniejącej;

– w przypadku obudowy długoterminowej lub stałej należy przewidzieć system ochrony antykorozyjnej, gdyż obudowa jest podatna na korozję;

ścianki berlińskie
tagi: ścianki berlińskie, ścianki berlińskie śląsk, ścianki berlińskie jako zabezpieczenie wykopu.

 

 

2017
Rok założenia
107
Wykonanych projektów
39
Zrealizowane budowy