OPIS FUNDAMENTÓW NIETÓRYCH OBIEKTÓW
Ze względu na różne gabaryty i różny charakter przekazywanych obciążeń na grunt, fundamenty tych budowli zaprojektowano jako stropowe płytowe i na palach.
Budynek reaktorów, kondensator wodny, budynek gospodarki kwasem borowym i budynek urządzeń elektrycznych posadowione są na wspólnym żelbetowym fundamencie płytowym o kształcie prostokątnym o wymiarach w przybliżeniu 100m˟200m˟3m złożony jest z czterech warstw. Budynek maszynowni, w którym zainstalowane zostaną turbozespoły nr 1 i nr 2, posadowiono na stropach fundamentowych i fundamentach ścian kątowych – część zewnętrzna konstrukcji budynku oraz na ruszcie polowym – pod turbozespoły. W maszynowni nr 1 przewidziano 70 pali wierconych o średnicy 700 mm i długości 18 m zaś w maszynowni nr 2 – 39 pali wierconych o długości 18m i średnicy 1200mm. W płycie fundamentowej dolnej oraz palach, przewidziano instalację rurową do ewentualnego przeprowadzenia iniekcji podłoża w czasie eksploatacji obiektu. Fundamenty pod konstrukcję łącznika między maszynowniami nr 1 i nr 2 przewidziano na stropach żelbetowych o zróżnicowanych wymiarach. Budynek gospodarki odpadami promieniotwórczymi posadowiony będzie na żelbetowej płycie prostokątnej o wymiarach 40,0m˟100m i grubości 1,2 m, wykonanej na warstwie z chudego betonu, płycie podizolacyjnej i warstwie ochronnej. Komin wentylacyjny posadowiony będzie na żelbetowej płycie kołowej o średnicy 25,0m i grubości 3,0 m.
1.OBSERWACJA I POMIARY TERENOWE
Prowadzona jest ocena aktualnego stanu podłoża, badania odkształceń podłoża i obserwacje przemieszczeń fundamentów do momentu rozpoczęcia betonowania dolnych warstw do zakończenia budowy poszczególnych obiektów. Przewidziane jest również prowadzenie obserwacji w czasie eksploatacji elektrowni.
1.1 Ocena podłoża pod względem mrozoodporności
Potrzebna ocena warunków gruntowych pod płytę fundamentu budynku reaktorów pod kątem możliwości przemarznięcia podłoża. Lokalne zmiany spowodowane zamarznięciem a następnie rozmarznięciem podłoża pod pierwszymi warstwami płyty o grubości ok. 40 cm mogły spowodować zmiany stanu podłoża, a w konsekwencji nierównomierne osiadanie płyty i jej zarysowanie. W celu podjęcia ostatecznej decyzji o ewentualnym zagrożeniu dla wykonanej części fundamentu przeanalizowano skład granulometryczny gruntów zalegających bezpośrednio pod płytą. Stwierdzono, że grunty te można zaliczyć do gruntów niewysadzinowych. Charakteryzują się one zawartością cząsteczek o średnicy mniejszej od 0,02 mm poniżej 3% o średnicy mniejszej niż 0,05mm poniżej 10% wskaźnikiem różnoziarnistości 3<U<6, kapilarnością bierną ~10 m i wilgotnością naturalną w=15%. Dodatkowym zagrożeniem dla stateczności była infiltracja wody pod fundament i ewentualne wypłukiwanie gruntu spod krawędzi płyty. Przyczyną tego był brak drenażu powierzchniowego wokół płyty fundamentowej oraz niewłaściwe ukształtowanie terenu w bezpośrednim sąsiedztwie płyty. Zalecenie doraźnego zabezpieczenia płyty poprzez wykonanie ochronnego kołnierza opaskowego wokół płyty z chudego betonu wraz z przykryciem przykrawędziowego pasa materiałem ocieplająco-ochronnym oraz wyprofilowanie powierzchni terenu w kierunku od płyty, przyczyniło się do zabezpieczenia fundamentu budynku reaktorów przed ewentualnymi uszkodzeniami i wynikającymi z tego kosztami.1.2 Obserwacja przemieszczeń budowli
Bieżące prowadzenie obserwacji przemieszczeń obiektów metodą niwelacji precyzyjnej od rozpoczęcia robót fundamentowych do zakończenia inwestycji oraz w okresie eksploatacji. W tym celu na wszystkich fundamentach zainstalowano repery geodezyjne:
· repery typu HILT po obwodzie płyty podizalacyjnej budynku reaktorów (44 sztuki), po obwodzie fundamentu budynku gospodarki odpadami promieniotwórczymi (30 sztuk) po obwodzie fundamentu komina wentylacyjnego (4 sztuki)
· repery posadzkowe do niwelacji precyzyjnej na górnej powierzchni fundamentu budynku reaktorów (138 sztuk) na fundamencie komina wentylacyjnego (5 sztuk) na stopach i ścianach budynku maszynowni
· repery słupkowe w skarpie między budynkiem reaktorów i budynkiem gospodarki odpadami promieniotwórczymi
1.3 Badania stanu podłoża
W rejonach posadowienia poszczególnych obiektów elektrowni przed przystąpieniem do robót fundamentowych dokonywane są protokołowane odbiory stanu podłoża pod szczególnymi fundamentami. Następnie prowadzona jest ocena stanu podłoża w sąsiedztwie fundamentu. W tym celu wykorzystywane są wyniki sondowań sondą dynamiczną typu Borros (do ok. 25,0m) i sondą lekką typu ZW (do 2,0 m). Stan podłoża interpretowany jest według nomogramu Teffera dla uśrednionego przelotu żerdzi sondy Borros. Badania kontrolne są wykonane przez PG-FiGB „Geoprojekt” Gdańsk według własnego programu badań i zleceń Politechniki Gdańskiej. Przykładowo w celu określenia wpływu dociążenia podłoża fundamentem oraz wpływu funkcjonowania studni odwadniających na stan podłoża, wokół wznoszonego budynku reaktorów od dwóch lat wykonywane są badania kontrolne. Rozmieszczenie sondowań w rejonie fundamentu i studni.
1.4 Badania odkształcalności podłoża
W celu określania odkształcalności przypowierzchniowej warstwy podłoża gruntowego w wyznaczonych miejscach posadowienia fundamentów niektórych obiektów Elektrowni Jądrowej wykonano próbne obciążenia położenia. Badanie wykonano na rzędnej posadowienia fundamentów budynku reaktorów, budynku gospodarki odpadami promieniotwórczymi oraz łącznika. Stosowano w nich metodę VSS-OSŻD, używając płyty stalowej o powierzchni 0,25 m² i 0,5 m². Badania te wykonano przy współpracy z Dyrekcją Okręgową Dróg Publicznych Gdańsk oraz PG-FiGB „Geoprojekt” Gdańsk.
1.5 Obliczenia numeryczne przemieszczeń fundamentów i stateczności skarp.
1.5.1 Przemieszczenia płyty fundamentowej budynku reaktorów.
Konieczność prowadzenia ciągłej ochrony stateczności wznoszonych obiektów Elektrowni Jądrowej w Żarnowcu wymaga bieżącej kontroli przemieszczeń fundamentu (budowli) i porównania ich z przewidywanymi określanymi na postawie metod obliczeniowych. Dotychczasowe pomiary metodą niwelacji precyzyjnej wykazały mniejsze osiadania fundamentów budynku reaktorów niż wynika to z obliczeń tradycyjnymi metodami (metodą naprężeń i odkształceń trójosiowych). Dodatkowo przeprowadzone wstępne obliczenia porównawcze metodą elementów skończonych programem SAP-4 na komputerze typu IBM PC/AT wykazały lepszą zgodność wyników. W analizie numerycznej fundament podzielono na 128 prostokątnych elementów płytowych (podział wstępny, uproszczony), uzyskując 153 węzły podporowe (sprężyste). W węzłach przyjęto wartości charakterystyk sprężystych na podstawie wyników z badań odkształcalności podłoża.
1.5.2. Stateczność skarpy obciążonej fundamentem.
W obecnym okresie realizacji Elektrowni Jądrowej w Żarnowcu budynek gospodarki odpadami promieniotwórczymi „Speckorpus” wznoszony jest na górnym nazizmie wysokiej skarpy wykopu pod budynek główny. Ze względu na ważność wznoszonego obiektu i długi okres budowy przeprowadzono obliczenia stateczności skarpy o wysokości ok. 7,0 m. Obliczenia przeprowadzono korzystając z programu F-B-M-S na komputer Apple. W analizie przyjęto walcowe linie poślizgu oraz metodę Bishopa . Analiza numeryczna wskazuje, że na obecnym etapie realizacji obiektu stateczność skarpy jest zachowana – współczynnik bezpieczeństwa .
PODSUMOWANIE
W artykule zaprezentowano fragment problematyki geotechnicznej związanej z realizacją dużej inwestycji nietypowej w polskich warunkach. Uczestnictwo w ramach nadzoru naukowego w rozwiązaniu problemów geotechnicznych pozwala weryfikować rozwiązania teoretyczne dotyczące współpracy fundamentów dużych wymiarów z podłożem gruntowym, a także prowadzić bieżącą ocenę ich stateczności. Prowadzone badania terenowe i pomiary przemieszczeń osiadań fundamentów mają na celu m.in. pracowanie zaleceń zakresie posadowienia tego typu fundamentów oraz ewentualnych prognoz przemieszczenia fundamentów w podobnych warunkach gruntowych.
karolo_k