ANALIZA PRZYCZYN SPĘKAŃ KOŚCIOŁA PARAFIALNEGO ŚW. ROCHA W JAZGARZEWIE.pdf

mgr Grzegorz BARTNIK

Politechnika Warszawska

dr inŜ. Mirosław BUKOWSKI

Politechnika Warszawska

ANALIZA PRZYCZYN SP Ę KA Ń KO Ś CIOŁA PARAFIALNEGO

Ś W. ROCHA W JAZGARZEWIE

THE REASONS OF CRACKING OF ST. ROCH PARISH CHURCH IN JAZGARZEW

Streszczenie Niniejszy artykuł omawia przyczyny powstania spękań Kościoła parafialnego p. w. Św. Rocha w

Jazgarzewie. Wskazuje na drgania wywołane ruchem drogowym jako główną przyczynę dogęszczanie się piasków

zalegających w poziomie posadowienia.

Abstract The reasons of cracking of St. Roch parish church are discussed in this paper. It exerts, that influence

of road traffic vibration on compaction of sands in foundation level is the main reason of additional settlements.

1. Wst ę p

Niniejszy artykuł omawia przyczyny powstania spękań Kościoła parafialnego p. w. Św.

Rocha w Jazgarzewie. Przedstawia wpływ drgań wywołanych ruchem drogowym na

dogęszczanie się warstwy piasków zalegających w poziomie posadowienia.

2. Warunki gruntowo-wodne obiektu

Pod względem geomorfologicznym badany teren połoŜony jest na krawędzi wysoczyzny

polodowcowej. Omawiany teren jest płaski, pochylony na północny - zachód. Rzędne terenu

wynoszą od 105,07 do 105,28 m npm (rys. 1). Od strony północno – zachodniej Kościół

graniczy ze skarpą wysoczyzny polodowcowej. W dolinie przepływa rzeka Jeziorka. Od

strony południowo – zachodniej Kościół graniczy z zabudową jednorodzinną, zaś od strony

północno – wschodniej i południowo – wschodniej Kościół graniczy z drogą powiatową nr

722.

Badania geotechniczne podłoŜa gruntowego Kościoła obejmowały wiercenia do

głębokości 20 m, sondowania dynamiczne sondami DPL i DPH oraz badania laboratoryjne.

207

Rys.1 Plan sytuacyjny

W podłoŜu Kościoła występują utwory (por. rys.2 i rys.7):

- antropogeniczne (I) (nasypy),

- wodnolodowcowe górne (II) i dolne (IVa i IVb),

- lodowcowe (III),

- zastoiskowe (V).

Osady antropogeniczne to nasypy budowlane o jednorodnym składzie litologicznym –

piaski drobne z kamieniami, gruzem ceglanym i częściami organicznymi. Grunty nasypowe

prawdopodobnie wypełniają wszelkie nierówności terenu związane z posadowieniem

Kościoła na krawędzi wysoczyzny polodowcowej. Stwierdzone nasypy osiągają miąŜszość do

2 metrów. Grunty te występuje w stanie luźnym i średniozagęszczonym. PoniŜej zalega

nieciągła górna warstwa w postaci piasków drobnych wodnolodowcowych o miąŜszości do 1

m. Są to grunty średniozagęszczone. Podścielone są osadami zwałowymi o miąŜszości od 1,7

do 4,2 metra. DuŜą część profilu stanowią dolne osady wodnolodowcowe (piaski, pospółki)

zalegające pod osadami lodowcowymi. Maksymalna miąŜszość tych osadów wyniosła 15,2

metra, zaś minimalna 9,8 metra. Stopień zagęszczenia tych osadów wynosi I D = 0,7-0,8.

Grunty te są podścielone osadami zastoiskowymi bądź lodowcowymi o nieprzewierconej

miąŜszości. Przykładowy przekrój geologiczno-inŜynierski podano na rys. 2.

Rys.2 Przekrój geologiczno-inŜynierski wzdłuŜ ściany południowej

208

Zwierciadło wody gruntowej stwierdzono na głębokości od 4,3 do 6,5 m poniŜej

powierzchni terenu. Zwierciadło wody układa się na rzędnej 100,0-100,8 m npm i pokrywa

się z wysokością zwierciadła wody w pobliskiej rzece Jeziorce. Zwierciadło wód

podziemnych (rys. 2; rys. 7) występuje w postaci swobodnej lub lekko napiętej.

3. Charakterystyka budynku Ko ś cioła

Konstrukcja budynku Kościoła – ścianowa wykonana z muru ceglanego. W przekroju

poprzecznym konstrukcję nośną stanowi trójprzęsłowa rama ze sklepieniami łukowymi (rys. 3).

Rys. 3. Schemat konstrukcyjny przekroju poprzecznego Kościoła.

Układ konstrukcyjny według rysunku 3 i 4 jest zaburzony przez ścianę dzwonnicy oraz kaplicę i

zakrystię. Ściany zewnętrzne naw bocznych są wzmocnione niewielkimi przyporami kamiennymi.

Poziom posadowienia ścian zewnętrznych naw bocznych ustalony w odkrywkach fundamentów

znajduje się na głębokości ~ 1,70 m poniŜej powierzchni terenu.

Widok nawy głównej i bocznej ze słupem środkowym ilustruje fot. 4.

Fot. 4 Nawa główna i boczna kościoła

Wodę deszczową z połaci dachowych odprowadza się do płytkiego (~ 0,50 m poniŜej powierzchni

terenu) drenaŜu rozsączającego wokół budynku Kościoła. DrenaŜ powyŜszy ukończono na jesieni

2005 r. Nadmiar wody z drenaŜu rozsączającego moŜe odpływać sączkami umieszczonymi w murze

oporowym od strony rzeki Jeziorki.

209

Na murach Kościoła widoczne są liczne spękania, szczególnie po stronie południowo – zachodniej.

Najbardziej widoczna rysa na ścianie zewnętrznej nawy bocznej (od strony plebani, południowy –

zachód) udokumentowana jest na fotografiach od 5 i 6. Rysa zlokalizowana jest między otworami

geotechnicznymi 1 i 3 (rys. 2).

Początek rysy posiada kierunek ukośny (rys. 5), środek – poziomy (wzdłuŜ spoiny, rys. 6), w

końcowej fazie przebiegu rysa przyjmuje kierunek ukośny.

Rys.5 Ukośna część zarysowania ściany zewnętrznej kościoła

Rys.6 Pozioma część zarysowania ściany zewnętrznej kościoła

Nad wejściem zewnętrznym do zakrystii widoczne jest równieŜ zarysowanie ukośne. Zarysowania

występują równieŜ na sklepieniu w kaplicy oraz nad drzwiami wewnętrznymi do zakrystii,

zarysowany jest równieŜ klucz sklepienia nawy środkowej. Z informacji księdza W. Zaręby wynika,

Ŝe zarysowania na murach Kościoła pojawiły się przed wykonaniem instalacji rozsączającej (jesień

2005 r.). Intensywność wystąpienia zarysowań datuje się na ostatnie 2-3 lata, co moŜna powiązać z

przyrostem ruchu samochodów cięŜarowych (transport mas ziemnych).

4. Przyczyny sp ę ka ń Ko ś cioła

Fakt wystąpienia spękań w okresie ostatnich lat wskazuje, Ŝe przyczyn ich powstania nie naleŜy

upatrywać w ściśliwości podłoŜa gruntowego. Analizując przyczyny spękań murów Kościoła brano

pod uwagę następujące czynniki:

- geotechniczną charakterystykę podłoŜa gruntowego,

- lokalizację i układ spękań konstrukcji,

210

- drgania od ruchu drogowego na przylegającej drodze.

Grunty występujące w poziomie posadowienia Kościoła są zróŜnicowane. I tak wzdłuŜ ściany

północnej są to piaski nasypowe i wodnolodowcowe górne (rys.7), zaś wzdłuŜ ściany południowej

poziom posadowienia zlokalizowany jest około 0,3m powyŜej stropu glin morenowych (rys.2), w

obrębie piasków nasypowych.

Rys 7. Przekrój geologiczno-inŜynierski wzdłuŜ ściany północnej

Grunty sypkie mogą zagęszczać się pod wpływem drgań (pionowych i poziomych) pochodzących

od ruchu pojazdów po nawierzchni asfaltowej. Pomiary amplitudy drgań wskazują [1], Ŝe zasięg

poziomy ich wpływu występuje do ~ 35,0 m licząc od krawędzi nawierzchni. Odległość najbliŜszej

ściany zewnętrznej bocznej nawy od krawędzi nawierzchni waha się w przedziale 14 – 25 m (rys. 1).

Analogiczne odległości dla przeciwległej ściany zewnętrznej zawierają się w granicach 35 – 45 m. Z

powyŜszego wynika, Ŝe amplitudy drgań od ruchu drogowego w podłoŜu gruntowym pod ścianą

zewnętrzną południową są małego rzędu i nie powinny powodować znaczącego dogęszczania się

gruntów sypkich. W poziomie posadowienia dotyczącym tej ściany miąŜszość gruntów sypkich jest

znikoma, z wyjątkiem ściany szczytowej od strony rzeki Jeziorki. Tak więc istnieją dwa powody

ograniczające znaczenie osiadań ściany południowej:

- zbyt duŜa odległość od źródła drgań,

- mała miąŜszość w poziomie posadowienia gruntów sypkich.

Ściana zewnętrzna północna posadowiona jest na warstwie piasków drobnych o miąŜszości ~ 1,3 m

i stopniu zagęszczenia co najwyŜej I D ≈0,50. W fundamentowaniu przyjmuje się, Ŝe stabilne podłoŜe

sypkie powinno charakteryzować się stopniem zagęszczenia I D ≥0,55. Częstotliwość drgań własnych

podłuŜnych warstwy gruntów sypkich o tej miąŜszości wynosi ~ 45 Hz, dla poprzecznych ~ 25 Hz.

Ruch drogowy emituje fale powierzchniowe o częstotliwości leŜącej w przedziale tej drugiej

częstotliwości [1]. Wynika z powyŜszego, Ŝe amplitudy drgań poprzecznych osiągając największe

wartości jednocześnie dogęszczają piaski tej warstwy. Grunty sypkie dolne zalegające pod glinami

morenowymi charakteryzują się stopniem zagęszczenia I D =0,70-0,80 co wskazuje, Ŝe są one w tych

warunkach stabilne (nie ulegają dogęszczeniu). Zgodnie z wynikami badań laboratoryjnych średnie

wartości granicznych wskaźników porowatości piasków wodnolodowcowych górnych wynoszą -

e max =0,76, e min =0,50.

Przy stopniu zagęszczeniu I D =0,50 wskaźnik porowatości naturalnej wynosi e n =0,63. Zakładając,

Ŝe warstwa piasków drobnych osiągnie średnio I D =0,55 co odpowiada końcowemu wskaźnikowi

porowatości e k =0,62. Względne odkształcenie pionowe warstwy w procesie dogęszczania wyniesie

[3]:

= n

00613

Osiadanie warstwy w wyniku dogęszczenia osiągnie wartość

S D

00613

1300

MoŜna przyjąć, Ŝe po ścianami C i D (rys. 3) wartość osiadania

będzie zbliŜona. Przy załoŜeniu

211

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: