Zabezpieczenia wykopów

Dobór właściwej metody zabezpieczenia zależy przede wszystkim od głębokości wykopu, warunków gruntowo-wodnych oraz charakteru realizowanej inwestycji.

Rodzaje i rozmiary wykopów

Wykopy można klasyfikować według różnych kryteriów, między innymi ze względu na ich przeznaczenie, kształt czy głębokość.

Do najczęściej spotykanych należą:

• wykopy wąskoprzestrzenne,
• wykopy szerokoprzestrzenne,
• wykopy jamiste,
• wykopy liniowe wykonywane pod instalacje i sieci uzbrojenia terenu.

Ze względu na głębokość wyróżnia się najczęściej:

• wykopy płytkie – do około 1 m,
• wykopy średnie – od 1 do 3 m,
• wykopy głębokie – powyżej 3 m.

Wraz ze wzrostem głębokości zwiększa się ryzyko utraty stateczności ścian wykopu, dlatego konieczne staje się stosowanie odpowiednich systemów zabezpieczeń.

Zagrożenia towarzyszące wykopom

Roboty wykonywane w wykopach zaliczane są do najbardziej wymagających pod względem bezpieczeństwa prac budowlanych. Szczególne zagrożenie stanowi utrata stateczności gruntu, która może doprowadzić do osunięcia ścian wykopu i zasypania znajdujących się w nim pracowników.

Niebezpieczeństwo stwarzają również oberwania skarp, napływ wód gruntowych lub opadowych oraz podmywanie dna wykopu. Dodatkowym ryzykiem są upadki osób do wykopu, obsunięcie się maszyn i materiałów budowlanych, a także negatywny wpływ prowadzonych robót na otoczenie, w tym uszkodzenie pobliskich budynków, infrastruktury podziemnej czy utrata stateczności dróg i nawierzchni znajdujących się w sąsiedztwie inwestycji.

Ryzyko wystąpienia tych zjawisk wzrasta szczególnie w gruntach nawodnionych oraz przy wykonywaniu głębokich wykopów w zwartej zabudowie miejskiej.

Metody zabezpieczania wykopów

Sposób zabezpieczenia wykopu powinien być dostosowany do warunków gruntowych oraz głębokości robót.

Najczęściej stosowane rozwiązania obejmują:

• wykonywanie wykopów ze skarpami,
• obudowy systemowe,
• ścianki berlińskie,
• ścianki szczelne,
• palisady,
• kotwy gruntowe,
• systemy rozpór stalowych,
• odwodnienie wykopu.

W przypadku płytkich wykopów w stabilnych gruntach często wystarczające jest odpowiednie ukształtowanie skarp. Przy większych głębokościach konieczne staje się zastosowanie specjalistycznych konstrukcji oporowych.

Ścianki berlińskie

Ścianka berlińska jest jednym z najczęściej stosowanych sposobów zabezpieczania głębokich wykopów.

Konstrukcja składa się z:

• stalowych słupów osadzonych w gruncie,
• poziomych elementów wypełniających przestrzeń pomiędzy słupami.

Wypełnienie może być wykonane z bali drewnianych, płyt żelbetowych, elementów stalowych.

Ścianki berlińskie są stosunkowo ekonomiczne i umożliwiają wykonywanie głębokich wykopów w sąsiedztwie istniejącej zabudowy. Ich wadą jest ograniczona szczelność, dlatego przy wysokim poziomie wód gruntowych często konieczne jest dodatkowe odwodnienie.

Ścianki szczelne

Ścianki szczelne stanowią jedno z najbardziej skutecznych zabezpieczeń wykopów wykonywanych poniżej poziomu wód gruntowych.

Powstają poprzez pogrążanie w gruncie specjalnych stalowych grodzic wyposażonych w zamki umożliwiające szczelne połączenie sąsiednich elementów.

Do głównych zalet ścianek szczelnych należą:

• wysoka szczelność,
• duża wytrzymałość,
• możliwość wykonywania bardzo głębokich wykopów,
• ograniczenie napływu wód gruntowych.

Rozwiązanie to znajduje zastosowanie przy budowie tuneli, przejść podziemnych, parkingów podziemnych, nabrzeży oraz fundamentów obiektów hydrotechnicznych.

Kotwy gruntowe

Kotwy gruntowe są elementami stabilizującymi konstrukcje zabezpieczające wykopy.

Składają się z:

• cięgna stalowego,
• części zakotwionej w gruncie,
• głowicy kotwy połączonej z konstrukcją oporową.

Ich zadaniem jest przejmowanie sił działających na ścianę wykopu i przekazywanie ich do stabilnych warstw gruntu.

Zastosowanie kotew pozwala ograniczyć liczbę wewnętrznych podpór oraz zwiększyć przestrzeń roboczą wewnątrz wykopu.

Systemy rozpór

Rozpory stosuje się przede wszystkim tam, gdzie wykonanie kotew gruntowych nie jest możliwe, na przykład ze względu na bliskość sąsiednich działek lub istniejącej infrastruktury podziemnej.

System rozparcia może obejmować:

• rozpory stalowe,
• ramy przestrzenne,
• rygle poziome,
• konstrukcje kratowe.

Rozpory przenoszą obciążenia pomiędzy przeciwległymi ścianami wykopu, zapobiegając ich odkształcaniu i utracie stateczności.

Ochrona przed wodą gruntową

Woda gruntowa jest jednym z największych zagrożeń podczas wykonywania wykopów. Może prowadzić do uplastycznienia gruntu, osuwania się skarp oraz utraty nośności podłoża.

Najczęściej stosowane metody ochrony przed wodą obejmują:

• igłofiltry,
• studnie depresyjne,
• drenaże odwadniające,
• pompowanie wody z wykopu,
• szczelne obudowy wykopów,
• przesłony przeciwfiltracyjne.

Wybór odpowiedniego systemu odwodnienia zależy od poziomu zwierciadła wody gruntowej, przepuszczalności gruntu oraz głębokości planowanego wykopu.

Oznakowanie i zabezpieczenie terenu wykopu

Poza zabezpieczeniem konstrukcyjnym niezwykle ważne jest również właściwe oznakowanie miejsca prowadzenia robót ziemnych.

Podstawowe środki bezpieczeństwa obejmują:

• ogrodzenie terenu budowy,
• balustrady ochronne wokół wykopu,
• tablice ostrzegawcze,
• oznakowanie świetlne po zmroku,
• wyznaczenie bezpiecznych ciągów komunikacyjnych,
• zabezpieczenie przejść dla pieszych,
• wyznaczenie stref niebezpiecznych dla maszyn i pracowników.

Przy wykopach zlokalizowanych w pasach drogowych stosuje się dodatkowo oznakowanie zgodne z przepisami dotyczącymi organizacji ruchu.

Fot. tergon.pl