Platforma robocza. Rys. 1. Udokumentowany przekrój geotechniczny podłoża z zalegającymi gruntami organicznymi o miąższości ok. 12,0 m!

Transkrypt

1 Piotr Jermołowicz Inżynieria Środowiska Szczecin Platforma robocza. Coraz częstszym przypadkiem na większości budów jest konieczność uzdatnienia podłoża poprzez palowanie, instalację drenów pionowych, kolumn różnego typu lub wibrowymiany pod projektowane obiekty. Paradoksalnie występuje tutaj sprzeczność polegająca na tym, że często nasze obiekty wywierają mniejsze naprężenia na podłoże niż ciężki sprzęt budowlany w postaci palownic i koparek gąsienicowych służących do uzdatniania podłoży wybraną technologią. Rys. 1. Udokumentowany przekrój geotechniczny podłoża z zalegającymi gruntami organicznymi o miąższości ok. 12,0 m! W tym konkretnym przypadku projektant wybrał bodaj najdroższą i problematyczną technologię uzdatnienia podłoża polegającą na posadowieniu wysokiego nasypu za pośrednictwem zabicia pali żelbetowych ( 0,40 x 0,40 m ) w rozstawie 2,0 x 2,0 m o długościach 16,0 m i zwieńczeniem ich żelbetową płytą o grubości 0,50 m. Zakładając długość bagniska 1 km i szerokość potrzebnej podstawy 42 m należy przewidzieć montaż ok pali żelbetowych! Jest to forma wiaduktu podziemnego.

2 Czasem trudno zrozumieć opór materii polegający na pomijaniu wszelkich innych technologii, zwłaszcza sprawdzonych w podobnych warunkach na innych budowach. Fot. 1. Palownica o masie 90 ton stojąca na platformie roboczej ( w podłożu w tej lokalizacji miąższość gruntów organicznych osiąga wartość ok. 12,0 m!!! ) W takich sytuacjach, aby maszyny mogły poruszać się w bezpieczny sposób po słabych gruntach, stosuje się specjalne konstrukcje służące tymczasowemu, powierzchniowemu wzmocnieniu podłoża. Są to tzw. platformy robocze, utworzone z odpowiednio dobranego kruszywa oraz geosyntetyków.

3 Fot. 2. Budowa platformy roboczej z dwóch warstw geotkaniny i 0,5 m warstwy pospółki. Stosowanie platform roboczych zwiększa możliwości wykonawcze. Mogą być one wykorzystywane zarówno jako konstrukcje tymczasowe, jak również zostać włączone w późniejszym czasie do konstrukcji trwałej. Poważnym problemem jest to, że w przypadku większości placów budów w Polsce nie są prowadzone odpowiednie badania kontrolne platformy - wybiera się metody na żywioł" - pierwszy wjazd sprzętu, jest zwykle próbą nośności platformy na zasadzie metody U.D.A.! Na świecie już dawno wprowadzono szczegółowe zalecenia dotyczące wykonawstwa i projektowania platform roboczych, certyfikaty jakości (wydawane w oparciu o badania na placu budowy) i dokumenty poświadczające odpowiedzialność poszczególnych osób na budowie. W Wielkiej Brytanii Stowarzyszenie FPS (Federation of Piling Specialists) przyczyniło się do powstania poradnika BRE (Building Research Establishment Ltd ) nr 470 Working platforms for tracked plant", a jeszcze przed jego wydaniem wprowadziło - certyfikat platformy roboczej (Working Platform Certyficate - WPC). WPC jest dokumentem stanowiącym potwierdzenie, że platforma została poprawnie zaprojektowana, wykonana i będzie odpowiednio utrzymywana, w sposób zapewniający zachowanie jej integralności.

4 Standardowe obliczenia projektowe obejmują następujące etapy: charakterystyka warunków gruntowych; analiza warunków obciążenia; sprawdzenie nośności podłoża; sprawdzenie nośności i stateczności materiału platformy; Gdy obciążenie jest przyłożone do powierzchni gruntu, nośność R podłoża spoistego o wytrzymałości na ścinanie bez odpływu" c u wynosi: gdzie: N c - współczynnik nośności, s c - współczynnik kształtu. R = c u N c s c Schemat obliczeniowy platformy na słabym podłożu gruntowym, obciążonej gąsienicą maszyny budowlanej. Nośność R podłoża z gruntu niespoistego, kiedy obciążenie przyłożone jest do jego powierzchni wynosi: R = 0,5Ɣ, s W N Ɣs s Ɣ gdzie: Ɣ' s - ciężar efektywny gruntu podłoża, W - szerokość gąsienicy maszyny, s Ɣ - współczynnik kształtu, N Ɣs - współczynnik nośności. określenie wymaganej grubości platformy; zastosowanie wzmocnienia geosyntetycznego; końcowa ocena wyników.

5 Materiały ziarniste wykorzystywane do wykonania platform roboczych powinny się charakteryzować : kątem tarcia wewnętrznego > 30, zdolnością do zagęszczania (wskaźnik różnoziarnistości U min = 4-6), trwałością użytkową (materiał powinien zachowywać swoje cechy fizyczne, mechaniczne i użytkowe z uwzględnieniem wpływu naturalnych oddziaływań klimatycznych, takich jak deszcz, śnieg, niskie lub wysokie temperatury), zdolnością do łatwego odprowadzania wód opadowych, wielkością ziaren zapewniającą równość platformy wymaganą przy założonym ruchu technologicznym - jeśli w dokumentacji projektowej nie określono inaczej, akceptowane są ziarna do 63 mm, zawartością frakcji pylastej (d<0,075 mm) maksymalnie 5%, zawartością zanieczyszczeń organicznych maksymalnie 2%, odpornością na kruszenie/rozdrabnianie pod przewidywanym ruchem technologicznym, co jest szczególnie istotne w przypadku platform wykorzystywanych intensywnie przez długi okres i dla których istotne jest zachowanie nośności i właściwości drenarskich. Projekt technologiczny platformy roboczej powinien zawierać: opis sposobu przygotowania podłoża, ze szczególnym zwróceniem uwagi na konieczność likwidacji lokalnych soczewek słabego gruntu, przeszkód stanowiących znaczne lokalne przesztywnienia, pustek i wykopów, wartość dopuszczalnego nachylenia platform roboczych, ramp zjazdowych/najazdowych lub dróg dojazdowych; wymiary platformy i jej obszaru roboczego oraz sposób oznakowania krawędzi obszaru roboczego platformy; specyfikację dotyczącą wymagań dla materiałów wykorzystywanych na platformę roboczą (materiał ziarnisty lub rodzimy/dowieziony stabilizowany spoiwami) i ewentualnie: geosyntetyków separacyjnych lub/i wzmacniających, opis sposobu wykonania platformy roboczej z podaniem wymagań; opis sposobu zabezpieczenia otworów po wykonanych palach/kolumnach, sposób odprowadzenia wody, opis odpowiedniego usytuowania poziomu platformy roboczej - co najmniej 0,5 m ponad poziomem wody gruntowej, sposób postępowania w przypadku wystąpienia gruntu/materiału zamarzniętego, opis wymaganych parametrów odbiorowych, np. wskaźnik zagęszczenia lub/i wtórny moduł bę badań odbiorowych (minimalna liczba badań powinna być większa niż jedno badanie/1 000 m 2 ). Obliczanie grubości warstwy platformy roboczej podobne jest do projektowania ławy fundamentowej. Grubość ta zależy od nacisków pod gąsienicami pracującego sprzętu, parametrów materiału platformy, użytych geosyntetyków i wytrzymałości na ścinanie gruntu

6 pod platformą. Po ustaleniu nacisków maszyny na podłoże i parametrów podłoża gruntowego należy sprawdzić nośność podłoża. Kiedy jest ona niewystarczająca, należy dobrać materiał platformy i obliczyć jej grubość. Przy zastosowaniu geosyntetyków trzeba pamiętać, że geowłóknina, ze względu na duże odkształcenia pod obciążeniem, pełni głównie funkcję separacyjną i zabezpiecza materiał platformy przed mieszaniem się ze słabym podłożem. Natomiast materiały sztywniejsze (geosiatki i geotkaniny) mogą być uwzględniane w obliczaniu potrzebnej grubości platformy. Po wykonaniu platformy roboczej należy kontrolować jej stan w trakcie prowadzenia robót. W szczególności należy to robić, gdy: osiadania platformy przekraczają wartości zakładane, występują niekorzystne warunki atmosferyczne (długotrwały deszcz, zalegający śnieg), zmienia się sprzęt budowlany używany do pracy, naprawiana jest powierzchnia platformy, np. po przekopach, koleiny po przejeździe maszyny są bardzo głębokie, pochylenia platformy przekraczają wartości dopuszczalne, zmieniają się warunki wodne. Do zaprojektowania i realizacji odpowiedniej platformy roboczej przydatne będą materiały opublikowane m.in. na stronie internetowej Polskiego Zrzeszenia Wykonawców Fundamentów Specjalnych. Nośność systemu platforma-podłoże R rozpatrywana jest jako suma ścinania wymaganego do przebicia przez pionową płaszczyznę w ziarnistym materiale platformy oraz nośności podłoża. Mechanizm ścięcia w podłożu przy przebiciu platformy. Maksymalna grubość platformy nie powinna być mniejsza niż 0,5 W (dla urządzeń lekkich) lub 300 mm, pomimo, że z obliczeń może wynikać mniejsza wartość lub nawet 0.

7 Gdy z obliczeń wynika, że wymagana jest platforma o znacznej grubości (tj. D>0,8 m), należy rozważyć zastosowanie wytrzymalszego materiału platformy lub wzmocnienia geosyntetykiem. Może to znacznie zmniejszyć wymaganą grubość platformy. Najczęstszymi przyczynami utraty stateczności platform roboczych są: brak doświadczenia projektantów, brak elementarnych podstaw do obliczeń nośności podłoży, rozkładu naprężeń w warstwach gruntowych, obliczania potrzebnych wytrzymałości geosyntetyków, zasad pracy poduszek geosyntetycznych itd., zbyt mała grubość platformy w stosunku do zastosowanych maszyn na budowie, źle przyjęte parametry materiału stosowanego do budowy platformy, zamiany materiałów na gorsze bo tańsze. W związku z powyższym coraz częściej postuluje się o wprowadzenie w Polsce dokumentów systematyzujących odpowiedzialność poszczególnych osób za stan techniczny platform roboczych. A oto kilka drastycznych awarii platform roboczych z udziałem sprzętu i ludzi :

8 (Foto z internetu) (Foto z internetu) W tego typu przypadkach, można śmiało zawyrokować, że zawiódł człowiek z jego wadliwym warsztatem inżynierskim i umiejętnością przewidywania zjawisk ekstremalnych.