Charakterystyka demontowalnych kotew gruntowych

mb0339
TEMAT WYDANIA – Budownictwo podziemne
mgr inż. Piotr Piórko*
Charakterystyka
demontowalnych kotew gruntowych
rzy pewnych uwarunkowaniach
technologicznych kotwy gruntowe są podstawowym, a właściwie jedynym sposobem zapewniania stateczności ścian wykopów głębokich. Dodatkowe trudności w montażu kotew gruntowych związane są m.in.
z rozwojem inżynierii miejskiej, a szczególnie tzw. urbanistyki podziemnej zajmującej się m.in. budową podziemnych
tras komunikacyjnych, wielopoziomowych skrzyżowań, garaży podziemnych
oraz głębokich fundamentów pod wysokie budynki. W związku z tym jest wiele czynników, które należy wziąć
pod uwagę na etapie planowania oraz
projektowania inwestycji.
Oprócz skomplikowanych warunków
gruntowych, które bez wątpienia utrudniają wykonawcy realizację zadania,
występują również uwarunkowania
zewnętrzne, które nie pozwalają na
wbudowanie kotew. Częstym przypadkiem jest brak zgody właściciela sąsiadującej działki na instalację kotew na
tej działce i pozostawienie ich w gruncie. Podobny problem może się pojawić w centrach wielkich miast, gdzie
za pozostawienie kotwy w gruncie wykonawca ponosi dodatkowe koszty.
Dla tego typu przypadków opracowano:
■ kotwy demontowalne BBV typu CR
(Completely Retreatable);
■ kotwy demontowalne BBV typu PR
(Partially Retreatable).
Kotwy demontowalne typu CR
umożliwiają demontaż całego systemu
(rysunek 1). W gruncie pozostają jedy-
P
Rys. 1. Idea systemu kotew demontowalnych BBV typu CR
* BBV Polska
nie resztki buławy w formie rozkruszonej zaprawy cementowej. Całkowity
demontaż kotwy możliwy jest dzięki poprowadzonemu w osi kotwy dodatkowemu cięgnu zakończonemu specjalnym elementem rozłączającym (rysunek 2). Dodatkowo wszystkie cięgna
pokryte są smarem, co ułatwia odzyskiwanie systemu.
Element rozłączający
a)
b)
Rys. 2. Budowa kotwy demontowalnej BBV
– typu CR
Po zainstalowaniu kotwy w gruncie,
następuje sprężenie i zablokowanie
wszystkich cięgien kotwy oprócz cięgna
środkowego. Wszelkie prace związane z instalacją, sprężaniem i blokowaniem kotwy odbywają się zgodnie
z PN-EN 1537:2002 Wykonawstwo
specjalistycznych robót geotechnicznych – kotwy gruntowe. Długość technologiczną (występ cięgien) należy pozostawić nienaruszoną, ponieważ finalnie będzie użyta do zwolnienia naciągu. Dodatkowo, na czas budowy, naddatek należy zabezpieczyć (fotografia 1) za pomocą:
■ pojedynczych rurek polietylenowych;
■ jednej zbiorczej rury, np. PVC.
Gdy czas eksploatacji kotwy dobiegnie końca, można przystąpić do jej
demontażu. Prace należy rozpocząć
od odsłonięcia cięgien, instalacji głowiczki sprężającej i elementu dystansowego (fotografia 2). Następnie,
w pierwszej kolejności na cięgnie biegnącym w osi kotwy, należy zainstalować prasę hydrauliczną (fotografia 2).
Element rozłączający, znajdujący się
na końcu buławy, trzeba przeciągnąć
przez całą długość kotwy (długość kotwiącą Ltf + długość wolną Ltb) za pomocą prasy. Podczas tej czynności następuje zniszczenie/rozkruszenie buławy.
Następną czynnością jest przełożenie
Fot. 1. Zabezpieczenie naddatku cięgien
na czas eksploatacji kotwy za pomocą: a) pojedynczych rurek; b) jednej zbiorczej rury
Fot. 2. Instalacja prasy hydraulicznej w celu zdemontowania kotwy
prasy hydraulicznej na kolejne sąsiednie cięgno i wyrwanie go na odległość
ok. 1 – 2 m. Na tym etapie kotwa powinna dać się zdemontować za pomocą sprzętu ciężkiego, np. koparki (fotografia 3), używanego zazwyczaj na placu budowy.
Demontowalne kotwy typu CR doskonale sprawdzają się zarówno w gruntach spoistych, jak i niespoistych. Trudności mogą pojawić się w sytuacji występowania skał twardych. Element
rozłączający, przechodząc przez część
kotwiącą, rozpycha grunt znajdujący
się wokół buławy i dlatego demontaż
►
40
3 ’2012 (nr 475)
TEMAT WYDANIA – Budownictwo podziemne
Fot. 3. Demontaż kotew typu CR za pomocą sprzętu ciężkiego
kotwy w skałach twardych może okazać się niemożliwy.
Podczas jednego dnia roboczego
można zdemontować ok. 13 kotew
4-linowych o długości 15 m z buławą
długości 6 m. Użycie prasy hydraulicznej w przypadku braku możliwości wykorzystania sprzętu ciężkiego znacznie wydłuża czas demontażu kotew. Należy
wziąć to pod uwagę już na etapie projektowania, aby trafnie przewidzieć czas
demontażu.
Kotwy demontowalne BBV typu PR
umożliwiają demontaż długości wolnej
(rysunek 3), natomiast buława kotwy
pozostaje w gruncie.
Rys. 3. Idea systemu kotew demontowalnych BBV typu PR
Każde cięgno na przejściu pomiędzy
długością wolną a kotwiącą ma zredukowaną nośność, ale cała kotwa ma 100%
wymaganej nośności. Cięgna na długości wolnej pokryte są smarem, aby ułatwić jej demontaż. System PR można
stosować zarówno w kotwach tymczasowych, jak i półtrwałych oraz trwałych.
Wszelkie prace związane z instalacją,
sprężaniem i blokowaniem kotwy odbywają się zgodnie z PN-EN 1537:2002
Wykonawstwo specjalistycznych robót
geotechnicznych – kotwy gruntowe.
Podobnie jak w poprzednim systemie,
naddatek cięgien powinien wynosić minimum 80 cm i zostać nienaruszony
podczas eksploatacji kotwy, a cięgna
chronione w ten sam sposób jak w systemie kotew CR.
Demontaż kotwy może odbyć się
przy użyciu przelotowej prasy hydraulicznej CFK lub przelotowej prasy hydraulicznej „Mono-jack” (fotografia 2).
„Mono-jack” w połączeniu z pompami
hydraulicznymi o wydajności 11,6 l/min
daje najkrótszy czas demontażu kotwy.
Sprężanie rozpoczyna się od dowolnego cięgna i trwa do momentu jego zerwania. Nastepnie prasa jest przekładana na kolejne sąsiednie cięgno
i czynność się powtarza. System ten
gwarantuje szybki i bezproblemowy
demontaż. W ciągu godziny można
zdemontować ok. 4 kotew 7-linowych,
niezależnie od długości kotwy i buławy.
Wszelkie prace związane z demontażem należy konsultować z producentem kotew, ponieważ przy ich demontowaniu istnieje niebezpieczeństwo
wystrzelenia klinów bądź cięgien.
Po zerwaniu wszystkich cięgien kotwy
można przystąpić do jej demontażu
z otworu. Tak jak w systemie CR, również
system PR umożliwia demontaż za pomocą sprzętu ciężkiego, np. koparki.
Wszystkie fotografie – archiwum firmy BBV
Geotechniczne aspekty podwodnej budowy...
(dokończenie ze str. 36)
Po wstępnym montażu wszystkich elementów w warstwie odbywało się ich precyzyjne ustawianie przez nurków
i, po „przeszyciu” zamków pionowo ustawionymi prętami
Ø 40 mm, trwa łe ze spo le nie pod wod ną za pra wą ko twiącą. Prefabrykaty ułożone w ósmej warstwie zostały
spięte solidnym wieńcem żelbetowym, stanowiącym również wsparcie stropu zespolonego opartego na belkach
sprężanych.
Wieżę ujęcia z brzegiem połączyła kładka technologiczna długości 21 m, wykonana jako konstrukcja zespolona.
Z uwagi na brak możliwości podparcia kładki usytuowanej nad
stromym zboczem podwodnym, na czas układania i wiązania mieszanki betonowej wykonana została tymczasowa
konstrukcja sprężająca jej stalowy szkielet. Przyczółek kładki posadowiono na mikropalach, by nie obciążać półki usytuowanej trawersowo na zboczu, stanowiącej ubezpieczenie brzegu i drogę dojazdową do wieży. Podobnie posadowiono fundament muru oporowego, podtrzymującego dodatkowe ubezpieczenia antyabrazyjne wykonane w rejonie
ujęcia.
Wewnątrz wieży ujęcia zainstalowano trzy elektryczne
pompy głębinowe, a w budynku sterowni zespół urządzeń
kontrolno-pomiarowych i sterujących pracą pomp. Woda
z ujęcia transportowana jest do Browaru w Żywcu rurociągiem długości ok. 8 km, z czego ponad 3 km znajduje się
42
3 ’2012 (nr 475)
w dnie zbiornika. Montaż rurociągu DN 355 wykonanego
z rur PE100 był operacją skomplikowaną i bardzo ciekawą.
Przygotowane na brzegu odcinki rurociągu długości ok. 500 m,
po próbach ciśnieniowych wciągano na wodę, gdzie zgrzewano je ze sobą. Po zamontowaniu na pływającym rurociągu żelbetowych obciążników następowało kontrolowane
przez nurków jego zatapianie wzdłuż precyzyjnie wytyczonej trasy. Wsparcie przy układaniu i dokumentowanie powykonawcze operacji zatapiania prowadzone było przy wykorzystaniu trójwymiarowego sonaru sprzężonego z modułem
nawigacji satelitarnej.
***
Prace trwały nieprzerwanie przez wszystkie pory roku
i zrealizowano je w ciągu 11 miesięcy. W trakcie robót wykonawca zmierzył się z całkiem sporym wezbraniem powodziowym oraz trzymiesięcznym okresem zalegania na jeziorze pokrywy lodowej dochodzącej do 40 cm. Budowa ujęcia
wieżowego wód powierzchniowych w czaszy zbiornika
Tresna została zgłoszona do konkursu PZITB „Budowa
Roku 2010” i zdobyła nagrodę II stopnia.
mgr inż. Robert Sołtysik
Na podstawie referatu wygłoszonego na seminarium
FUNDAMENTY PALOWE 2012