09_Paczkowska_i_inni_O_przyczynach_zarysowan_i_osuwania_sie_pewnego_budynku_w_Szczecinie.pdf

XXIV

awariebudowlane

Dr inŜ. T ERESA P ACZKOWSKA , teka@ps.pl

Dr C YPRIAN S EUL , seulcyprian@wp.pl

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

O PRZYCZYNACH ZARYSOWA Ń I OSUWANIA SI Ę PEWNEGO

BUDYNKU W SZCZECINIE

ON THE REASON OF SLIDING AND CRACKING OF A CERTAIN HOUSE IN SZCZECIN

Streszczenie Konstrukcja domu jednorodzinnego posadowiona na iłach septariowych w Szczecinie przez okres

80 lat jego uŜytkowania nie stwarzała problemów. Po wybudowaniu w 2000 r. nowej infrastruktury technicznej

w jego sąsiedztwie północno-zachodni naroŜnik zaczął się niebezpiecznie osuwać powodując niekontrolowane

pękania murów i stropów groŜąc zawaleniem domu. Ustalono, iŜ roboty budowlane prowadzono w głębokim

wykopie szerokoprzestrzennym bez właściwego zabezpieczenia jego ścian. Nadto uszkodzono w trakcie tej

inwestycji uŜytkowany stary system kanalizacji deszczowej. To doprowadziło do niekontrolowanego sączenia

wód opadowych i rozmiękczania gruntu, a w efekcie osuwania się części budynku.

Abstract During 80 years of operation of detached house founded on septarian clay no problems were reported.

After realization in 2000 of a new infrastructure in its neighbourhood the north-west corner started to slide, what

led to cracks in walls and ceilings, threatening the collapse of house. It was found that engineering works were

led in a deep wide open excavation without proper protection of its walls. Moreover the old drainage system

became damaged. This led to uncontrolled filtering of fall waters and softening of soil. Sliding of the house was

a result of faults committed during the engineering works.

1. Wprowadzenie

MoŜliwość pozyskiwania przez samorządy lokalne znacznych środków finansowych

z budŜetu UE poprzez programy Phare, Ispa, czy Spójności były szansą do nadrobienia

zaniedbań z przeszłości w wielu dziedzinach społeczno-gospodarczych. Pozyskane w konkur-

sach środki zintensyfikowały inwestycje drogowe tak dalece, Ŝe trudno było znaleźć do ich

realizacji odpowiednich wykonawców. Niekiedy kontrakty przydzielano firmom z niespraw-

dzoną obsadą kadrową tj. bez właściwego doświadczenia zawodowego. Często w takich

sytuacjach, roboty budowlane prowadzono z naruszeniem zasad i praw sztuki budowlanej.

O skutkach naruszeń przepisów prowadzenia robót w głębokich wykopach na trudnym

geologicznie obszarze traktuje niniejszy tekst. Niewłaściwa technologia prowadzenia robót

w głębokim szerokoprzestrzennym wykopie, bez zabezpieczeń, przy towarzyszących intensy-

wnych opadach deszczu zainicjowały proces osuwania się budynku wciętego w skarpę. Nadto

nieusunięte w porę uszkodzenia istniejącej i przewidzianej do dalszego uŜytkowania kanaliza-

cji deszczowej spotęgowały proces niekontrolowanego sączenia wód, rozmiękczania gruntu,

spadku parametrów wytrzymałościowych podłoŜa, jego stabilności w efekcie groŜąc zawale-

niem się obiektu .

XXIVKonferencjaNaukowoTechniczna

SzczecinMiędzyzdroje,2629maja2009

Konstrukcje stalowe

2. Lokalizacja budynku i jego historia

Latem 2000 r. w północno zachodniej części miasta w willowej dzielnicy „Bezrzecze”

Gmina miasto Szczecin realizowała inwestycję polegającą na budowie infrastruktury technicz-

nej i nawierzchni w ul. Kaperskiej. Ul. Kaperska stanowi półkę zbocza jednego ze wzgórz

„Wału Bezleśnego”.

Dom jednorodzinny przy ul. Kaperskiej 22, stanowi część zabudowy poniemieckiej z lat

20-tych XX w. Budynek zlokalizowany jest po stronie południowej ulicy, na działce naroŜnej

w obszarze skrzyŜowania z ul. Środkową. Ulica ta – w części opisanej na rys. 1 jest drogą

nieutwardzoną z nowym uzbrojeniem podziemnym w zakresie sieci kanalizacji sanitarnej

z rurociągiem Ø300 mm i dwoma liniami energetycznymi NN obsługującymi oświetlenie

ulicy. Ul. Kaperska ma pełne nowe uzbrojenie i nawierzchnię asfaltową.

1/ 31,2 6/ 31,1 5 / 31, 1 7/ 31,1

3/ 33, 0

4/ 31,6

szambo

2 / 33,3

2 / 33,3 - nr otworu/rzędna

1 0 15 2 0

Rys. 1. Szkic sytuacyjny z lokalizacją przekrojów geotechnicznych i wykonanych odwiertów – Kaperska 22

Przedmiotowy budynek stanowi obiekt dwukondygnacyjny w całości podpiwniczony,

wcięty głęboko od północy w naturalnie ukształtowaną skarpę o róŜnicy poziomów terenu

~1,8 m. Główne wejście do budynku znajduje się w poziomie parteru, do którego prowadzą

Ŝelbetowe schody wsparte na skapie (rys. 2). Wjazd z ul. Kaperskiej do garaŜu w poziomie

piwnic jest wyniesiony ok. 15 cm ponad poziom przyległego chodnika. Od strony południo-

wej wejście do budynku z ogrodu jest poprzez taras wyniesionego ~0,80 m n.p.p.t.

Budynek w poziomie stropów nie posiada wieńcy zabezpieczających jego sztywność i geo-

metryczną niezmienność. NaleŜy jednak podkreślić, Ŝe w trakcie jego uŜytkowania przez

okres prawie 80 lat (do 2000 r.) nie występowały Ŝadne trudności techniczne w jego eksplo-

atacji. W 1978 r. właściciele po zakupie nieruchomości wewnątrz przeprowadzili remont,

w trakcie którego ułoŜono w kuchni, łazience i WC kafle na ścianach, w 1980 roku odnowio-

no elewację, a w 1995 r. dokonano wymiany stolarki okiennej i pokrycia dachu z jego

dociepleniem.

Po wybudowaniu w 2000 r. nowego uzbrojenia wzdłuŜ ul. Kaperskiej teoretycznie podłą-

czono wszystkie budynki do nowej sieci deszczowej i sanitarnej wyłączając z uŜytkowania

przydomowe szamba.

878

Paczkowska i inni: O przyczynach zarysowa ń i osuwania si ę pewnego budynku w Szczecinie

3. Wykonany zakres robót i skutki tych robót dla budynku

Zrealizowany zakres robót budowlanych w 2000 r. w ul. Kaperskiej obejmował:

budowę kanalizacji sanitarnej Ø 300 mm z niezbędnymi studniami,

budowę po stronie północnej ulicy kanalizacji deszczowej Ø 500 mm,

budowę sieci wodociągowej PE 110 mm ułoŜonej pod nawierzchnią jezdni po stronie

południowej,

ułoŜenie w chodniku południowym ul. Kaperskiej sieci NN dla zasilania oświetlenia

ulicznego, którą poprowadzono bezpośrednio nad starą niemiecką kanalizacją deszczową,

ustawienie słupów ulicznego oświetlenia po stronie południowej.

Roboty prowadzono w wykopie szerokoprzestrzennym, bez jakichkolwiek zabezpieczeń ścian

wykopów. W trakcie prowadzenia robót wystąpiły problemy z odwodnieniem wykopów co

oznacza, Ŝe były one w tym czasie mocno zawilgocone. To potwierdza wpis inspektora nad-

zoru w dzienniku budowy: ” wstrzymuj ę roboty do czasu zamontowania igłofiltrów i odwo-

dnienia wykopów”. Kolejny potwierdza fakt dokonania w 100% wymiany gruntu co sugeruje,

Ŝe faktyczny wykop był znacznie głębszy niŜ ten wynikający z róŜnicy poziomów pokrywy

i dna studni kanalizacji sanitarnej wykazujący róŜnicę 4,11 m.

PowyŜsze okoliczności związane z wymianą znacznych mas gruntu i jego zagęszczaniem

wskazują na wykorzystanie cięŜkiego sprzętu do wywozu, przywozu i zagęszczania gruntu, co

potwierdzili okoliczni mieszkańcy.

Odbioru końcowego robót instalacyjnych dokonano w połowie grudnia 2000 roku,

a nakładkę asfaltową odebrano wiosną 2001 r

Rys. 2. Północna elewacja frontowa ze schodami,

wejściem głównym, dachem nad garaŜem oraz

oknem kuchennym na parterze

Rys. 3. ZbliŜenie na pęknięcia w obszarze lewego

naroŜnika parapetu okna kuchennego na

parterze w elewacji frontowej

NiemalŜe natychmiast po zakończeniu inwestycji, zauwaŜono licznie pojawiające się spęka-

nia i zarysowania róŜnych elementów konstrukcyjnych budynku w północno-zachodnim naroŜ-

niku. Zaczęła odpadać glazura ze ścian w kuchni, pojawiły się liczne zarysowania ścian i elewa-

879

Konstrukcje stalowe

cji północnej i zachodniej – rys. 2÷4, a takŜe groźne pęknięcia stropu nad piwnicą w części

zachodniej. Układ rys sugeruje, Ŝe następowało powolne osiadanie naroŜa wraz ze „spływa-

niem” tej części obiektu w kierunku północno-zachodnim. Proces pękania postępował w czasie

i szerokość rys i pęknięć wzrastała osiągając rozwarcie do 10 mm. Koniecznym okazało się

w trybie pilnym wykonanie szeregu zabiegów zabezpieczających budynek przed zniszczeniem.

Podparto zastrzałem naroŜnik budynku oraz zabezpieczono w piwnicy stemplami drewnianymi

północną część odcinkowego stropu stalowo-ceramicznego.

Rys. 4. W zbliŜeniu zachodni naroŜnik elewacji fronto-

wej z rys. 2 z pęknięciami o rozwarciu ~4 mm

Rys. 5. Podparty na sośnie uciekający naroŜnik budynku

z widocznym odkształceniem pnia od naporu

Rys. 6. Spękana w obszarze trzech okien kuchennych

zachodnia ściana zabezpieczona pianką przed

przedmuchiwaniem

Rys. 7. Spękany strop odcinkowy w piwnicy, podparty

stemplami zabezpieczającymi przed jego zawaleniem

Prowizoryczne zabezpieczenie „uciekającego” północno-zachodniego naroŜnika budynku

zastrzałem pokazano na rys. 5, a charakter spękań ściany zachodniej na rys. 6. TakŜe część

stropu nad piwnicą – od strony zewnętrznej ściany do pierwszej belki stalowej została rozer-

wana w środku. Wskutek postępującego rozwarcia groziła jego zawaleniem, co wymusiło jego

podstemplowanie tej części stropu – rys. 7.

880

Paczkowska i inni: O przyczynach zarysowa ń i osuwania si ę pewnego budynku w Szczecinie

4. Ustalenia z wizji lokalnych

Z analizy topografii, rzędnych wysokościowych zamontowanych studni na nowej sieci

sanitarnej i deszczowej wynika, Ŝe wykopy w rejonie skrzyŜowania ul. Kaperskiej i Środko-

wej miały głębokość przynajmniej 4,5 m. ZałoŜone w 2002 r. plomby szklane i gipsowe na

pęknięciach elewacji potwierdziły postępującą destrukcję. Nadto odnotowano wiele nowych

zarysowań. PowyŜsze świadczy o braku stabilizacji procesu osuwania się budynku, które

w konsekwencji nieuchronnie zmierzało do jego częściowego zawalenia się.

Wokół omawianego budynku istnieje stary poniemiecki drenaŜ opaskowy, którego wody

były i są ciągle odprowadzane do starej sieci deszczowej pod chodnikiem ciągnącej się

wzdłuŜ ul. Kaperskiej ze spadkiem w kierunku wschodnim. Odprowadzenie deszczówki z po-

łaci dachu nachylonej w kierunku wschodnim oraz drenaŜu zbierającego wodę gruntową od

strony ogrodu (infiltracyjną) jest podłączone do starej sieci deszczowej. Z zachodniej połaci

dachu woda deszczowa powinna być odprowadzona do nowej studni Wavin Ø315 mm posa-

dowionej obok starej studni betonowej na działce przynaleŜnej do budynku.

Przeprowadzone próby i badania skuteczności odpływu wód deszczowych z zachodniej

połaci dachu potwierdziły, Ŝe nie wykonano przełoŜenia podłączenia wód opadowych do

nowej sieci kanalizacji deszczowej, choć wskazuje na to powykonawczy operat geodezyjny.

Piwnice w przedmiotowym budynku są pomieszczeniami suchymi, niewykazującymi śla-

dów Ŝadnych sączeń czy zawilgoceń (obecnych ani tych z przeszłości) pochodzących od wód

gruntowych, opadowych czy uŜytkowych z instalacji wod-kan. PowyŜsze potwierdza skutecz-

ność drenaŜu wokół budynku i szczelności instalacji obsługującej obiekt.

Przeprowadzone próby skuteczności odpływu wód opadowych z dachu wykluczają takŜe

jako przyczynę osuwania się budynku nieszczelność rynien i rur spustowych. Dla potwierdzenia

powyŜszego wykonano szereg prób polegających na wylewaniu wody na dach z wiader

(10´~10 l) z obu okien mansardowych na I p. Jednocześnie sprawdzano czy pojawia się ona

w studniach kanalizacji deszczowej. Zbadano takŜe próbą wodną skuteczność starej sieci kana-

lizacji deszczowej na odcinku od ściany zachodniej do starej studni postawionej na wschodniej

granicy nieruchomości. Z przeprowadzonych prób przepływu wody wlewanej do starej sieci

wynika, Ŝe jest ona uszkodzona na odcinku od starej studni betonowej znajdującej się na posesji

do studni w chodniku ul. Kaperskiej stojącej na granicy posesji 22 i 20. Woda wlewana do starej

studni nie pojawiała się ani w studni nowej sieci, ani teŜ w studni starej sieci co oznacza, Ŝe

przenikała ona do gruntu w sposób niekontrolowany. Nieszczelność starej sieci kanalizacji

deszczowej potwierdza rozległe zapadlisko chodnika o głębokości ponad 13 cm przed wejściem

na sąsiednią posesję nr 20. Ta sprawa w trakcie prowadzenia inwestycji była zgłaszana zarówno

wykonawcy jak i inwestorowi przez mieszkańców posesji nr 20 i 22.

5. Budowa geologiczna rejonu post ę puj ą cego osuwiska

Omawiany teren wchodzi w skład północnej części Wału Stobniańskiego [3, 4] i stanowi

obszar wysoczyzny morenowej falistej zaburzonej glacitektonicznie. Teren ten ukształtował

się podczas rozwoju i zaniku lądolodu ze zlodowacenia środkowopolskiego, który uległ

dalszym przeobraŜeniom w okresie fazy pomorskiej zlodowacenia północnopolskiego [5, 6].

Na badanym obszarze pod holoceńską pokrywą glebową występują utwory zwałowe o nie-

wielkiej miąŜszości występujące w formie piasków gliniastych i glin piaszczystych. Zalegają

one na porwakach oligoceńskich iłów septariowych zaburzonych glacitektoniczne. PoniŜej

zalegają piaski i gliny ze starszych zlodowaceń. Utwory trzeciorzędowe są przemieszane

z osadami czwartorzędowymi (porwaki) w strefie morenowej zaburzonej glacitektonicznie [6,

7]. Występujące iły septariowe są złuskowacone i często zawierają kryształki gipsu.

881

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: