Awarie konstrukcji drogowych przyczyny

Transkrypt

1 Piotr Jermołowicz Inżynieria Środowiska Szczecin Awarie konstrukcji drogowych przyczyny Przyczyny awarii konstrukcji drogowych można rozpatrywać ze względu na: 1) źródła pochodzenia zagrożenia, które mogą być: naturalne - jeśli ich źródłem jest przyroda, antropogeniczne - jeśli ich źródłem jest człowiek, lub naturalne i antropogeniczne - jeśli ich źródłem jest zarówno przyroda, jak i człowiek; 2) miejsce powstania zagrożenia: przyczyny zewnętrzne (pochodzące z otoczenia obiektu), przyczyny wewnętrzne (których źródłem jest obiekt); 3) długotrwałość oddziaływania zagrożenia: przyczyny krótkotrwałe, przyczyny długotrwałe; 4) bezpośredniość oddziaływania zagrożenia: przyczyny bezpośrednie, przyczyny pośrednie; 5) postać zagrożeń (przyczyny mechaniczne, chemiczne, termiczne itp.); 6) istotność zagrożeń (przyczyny główne, dodatkowe, ważne, istotne itp.); 7) czas powstania faktycznego zagrożenia (projektowanie, wykonawstwo robót, eksploatacja). Rozpatrujemy jedynie te zagrożenia, które faktycznie wystąpiły (zagrożenia faktyczne, a nie potencjalne) i mogły doprowadzić do powstania uszkodzeń i zniszczeń rozpatrywanej konstrukcji. Przyczyny awarii i uszkodzeń konstrukcji drogowych, ze względu na czas powstania faktycznego zagrożenia, obejmują błędy popełnione podczas: projektowania, rozpoznania i badania podłoża gruntowego, prowadzenia robót związanych z budową nowego obiektu, prowadzenia robót na istniejącym obiekcie (odbudowa, rozbudowa, nadbudowa, przebudowa, remont, montaż czy rozbiórka obiektu), eksploatacji : a) związane z utrzymywaniem, b) związane z użytkowaniem, zabezpieczania nieużytkowanego obiektu.

2 Błędy popełniane podczas projektowania obiektu dotyczą najczęściej: niewłaściwego przyjęcia obciążeń (wartość, kierunek, czas oddziaływania), schematu statycznego, warunków geotechnicznych i rozwiązań materiałowych, kategorii ruchu i grupy nośności, rozwiązań rysunkowych i uzasadnień obliczeniowych (błędy rachunkowe) lub ich brak w ogóle, opracowywania opinii lub ekspertyz wykorzystywanych podczas projektowania oraz sprawdzania projektu. Błędy popełniane podczas prowadzenia robót związanych z budową nowego obiektu oraz związanych z istniejącymi obiektami (odbudowa, rozbudowa, nadbudowa, przebudowa, remont, montaż czy rozbiórka obiektu) wynikają najczęściej: z nieprawidłowego działania - polegającego na naruszeniu obowiązków przez uczestników procesu budowlanego, wyłaniania w drodze przetargów firm z małym doświadczeniem, z naruszenia przepisów w zakresie stosowania wyrobów budowlanych, z nieprzestrzegania technologii wykonania, z odstępstwa od projektu budowlanego, ze zdarzeń losowych występujących w procesie prowadzenia robót budowlanych, zamiany materiałów i stosowania materiałów złej jakości, z niedostatecznego nadzoru inwestorskiego. Błędy popełniane podczas eksploatacji obiektu, związane z użytkowaniem obiektu, dotyczą najczęściej: użytkowania obiektu niezgodnie z jego przeznaczeniem (np. KR, Gi), nielegalnej zmiany sposobu użytkowania obiektu lub jego części, nielegalnej przebudowy obiektu. Błędy popełniane podczas eksploatacji obiektu, związane z utrzymywaniem obiektu, dotyczą najczęściej: dopuszczenia do złego stanu technicznego obiektu, niewykonywania okresowych kontroli i przeglądów obiektu, niepodejmowania wymaganych działań przez właściciela lub zarządcę, wynikających z okresowych kontroli obiektu, niepodejmowania wymaganych działań przez właściciela lub zarządcę, wynikających z opracowań technicznych, dotyczących obiektu, niewykonywania obowiązków przez właściciela lub zarządcę, wynikających z działań organów nadzoru budowlanego.

3 Do najczęściej spotykanych przyczyn technicznych awarii i uszkodzeń obiektów drogowych można zaliczyć: zużycie techniczne materiałów zastosowanych w poszczególnych elementach obiektu, oddziaływanie czynników środowiska zewnętrznego, które mogą wywoływać erozję i korozję materiałów budowlanych, zawilgocenie elementów obiektu, rozmywanie, osiadanie gruntu, przemarzanie gruntu, wysadziny, przełomy wiosenne, drgania i wstrząsy oraz zanieczyszczenia chemiczne, a także działanie czynników biologicznych, nierównomierne osiadanie lub pęcznienie gruntu, korozję chemiczną lub fizyczną (atmosferyczną), w niektórych przypadkach biologiczną, materiałów wchodzących w skład konstrukcji, drgania wywołane ruchem pojazdów itp., działanie nieprzewidziane, takie jak uderzenie pojazdów, żurawi itp., podniesienie się poziomu wody gruntowej lub wezbranie wody w zbiorniku naturalnym, klęski żywiołowe zgodnie z raportem opracowanym przez Rządowe Centrum Bezpieczeństwa z 2010 r. (pożary, powodzie, huragany, trzęsienia ziemi), szkody górnicze, pożary lub nagłe rozszczelnienie instalacji wod-kan. w bezpośrednim sąsiedztwie jezdni lub nasypów. Należy podkreślić, że do katastrofy budowlanej dochodzi zawsze w określonych okolicznościach. Okoliczność (lub okoliczności) katastrofy budowlanej to wydarzenie (lub wydarzenia) godne uwagi, to fakty i sytuacje towarzyszące zdarzeniu zniszczenia obiektu, które mogą mieć wpływ na powstanie, przebieg i skutki tego zdarzenia. Okoliczności mogą być różnorodne: nieprzewidziane, ważne, wyjątkowe, sprzyjające, łagodzące lub obciążające. Do istotnych okoliczności zajścia zdarzenia katastrofy budowlanej można zaliczyć sytuację prawną, w jakiej doszło do tego zdarzenia. Można mówić o zbiegu, splocie okoliczności, czyli przypadkowym powiązaniu różnych wydarzeń, faktów, warunków wewnętrznych i zewnętrznych. Bazując na materiałach z cyklicznych konferencji naukowo-technicznych Awarie budowlane Międzyzdroje można wskazać również awarie wynikające podczas użytkowania obiektów jak i podczas budowy. Podczas użytkowania obiektów awarie i uszkodzenia są spowodowane, w przeważającej części, niewłaściwą eksploatacją i nie przeprowadzaniem okresowych przeglądów, konserwacji i remontów, co w dłuższym okresie skutkuje zniszczeniem konstrukcji lub instalacji i w efekcie końcowym może stworzyć zagrożenie awarią. Przykładami takich przyczyn są: przeciążenie ruchem, zużycie techniczne elementów, zmęczenie materiałowe, brak zabezpieczenia lub konserwacji urządzeń odwadniających, samowolny demontaż elementów konstrukcyjnych, podmycie elementów nośnych,

4 wpływ eksploatacji górniczej oraz brak zabezpieczenia przed eksploatacją górniczą, błędy przy wykonywaniu robót remontowych (np. błąd obsługi w trakcie wykonywania robót sprzętem mechanicznym powodujących dynamiczne oddziaływanie ciężkiego sprzętu samochodowego wibracje), samowolne przebudowy. Awarie występujące podczas budowy wynikają głównie ze złego wykonawstwa i braku odpowiedniego nadzoru inwestorskiego, a także nieprawidłowości w projektowaniu i programowaniu przedsięwzięć inwestycyjnych. Błędy wykonawcze polegają m.in. na niewłaściwym: prowadzeniu robót, montażu elementów konstrukcyjnych, kotwieniu geosyntetyków, podkopaniu krawędzi konstrukcji jezdni, braku zabezpieczenia wykopów w bezpośrednim sąsiedztwie jezdni, a także na prowadzeniu robót bez pozwolenia na budowę, stosowaniu niewłaściwych wyrobów budowlanych. Przykładowe przyczyny awarii i uszkodzeń konstrukcji drogowych, to głównie: podkopanie (np. wykonany wykop bezpośrednio przy krawędzi jezdni), niewłaściwie i bez nadzoru prowadzone roboty, stosowanie niewłaściwych wyrobów budowlanych, brak odpowiedniego zabezpieczenia wykopów, brak zachowania wymagań technicznych i bezpieczeństwa przy wykonywaniu określonych robót, wady technologiczne elementów, rozszalowanie przed związaniem betonu i brak pielęgnacji betonu, brak płyt przejściowych, niepoprawne posadowienie nowego obiektu poniżej poziomu wody gruntowej, spękanie nawierzchni spowodowane osiadaniem przy wymianie gruntów w podłożu, przecieki i zacieki spowodowane odwrotnymi spadkami, niewłaściwymi materiałami izolacyjnymi i filtracyjnymi, pocienianie grubości warstw konstrukcyjnych nawierzchni, podmiany materiałów i atestów, zmiany materiałów na gorsze lub tańsze. Zatem bezpieczeństwo konstrukcji drogowej zależy od bardzo wielu czynników, na które mają wpływ działania ludzkie, oddziaływanie wody (gruntowej, opadowej, płynącej itd.), rodzaj gruntów w podłożu jak i nieprzewidywalne zdarzenia losowe. Bezpieczna konstrukcja to bezpieczeństwo ludzi i mienia, dlatego trzeba i warto podejmować wszelkie możliwe działania edukacyjne i legislacyjne, których celem nadrzędnym będzie zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom obiektów drogowych i eliminacja awarii i uszkodzeń. Analizując materiały konferencyjne cyklicznych spotkań budowlańców w ramach konferencji Awarie budowlane odbywających się w Międzyzdrojach, należy zwrócić uwagę na podstawowe przesłanie trwające już ponad 40 lat, że wszystkich awarii nie da się uniknąć.

5 Okazuje się, że od 1995 r., zgodnie ze statystykami GUNB, przybywa niepożądanych zdarzeń wynikających z oddziaływania sił natury zgodnie z raportem RCB.. Katastrofy i awarie spowodowane niszczącymi siłami natury tj. powodzie, huragany, deszcze nawalne traktujemy jako rzadkie i jednostkowe zdarzenia, na które wydawać by się mogło, nie mamy wpływu. A przecież można zacząć od zmiany filozofii projektowania konstrukcji. Błędy projektu i realizacji obiektu zawsze występowały, ale ich stopień i zakres zwykle mieściły się w dopuszczalnych niedokładnościach objętych stosowanymi współczynnikami bezpieczeństwa. Obecnie coraz częściej ludzkie błędy prowadzą do katastrof. Konsekwencją tego jest powszechne dążenie do stosowania konstrukcji odpornych na nieprzewidziane zjawiska. Wymaga się, aby: w projektowaniu rozpatrywać także scenariusze wykraczające poza uwzględniające przypadkowe obciążenia, na które konstrukcja zawsze powinna być projektowana, konstrukcję cechowała mała wrażliwość na niezamierzone obciążenia i nieprzewidziane wady, nieuwzględnione w normach i przepisach projektowania, ewentualne uszkodzenie konstrukcji ograniczyło się tylko do jej części, a nie objęło całej budowli. Odporność staje się bezwzględnym wymaganiem. Jest ona definiowana jako właściwość systemu konstrukcyjnego, która umożliwia mu przetrwanie w nieprzewidzianych i niezwykłych sytuacjach. Ponieważ pojęcie odporności zmienia się bardzo z kontekstem, dlatego jest problemem kontrowersyjnym, trudnym do skodyfikowania, np. nowoczesne przepisy projektowe wymagają, aby zakres uszkodzeń konstrukcji był współmierny do przyczyny. Ale dotychczas nie udało się w pełni uzgodnić interpretacji odporności, co ułatwiłoby jej kwantyfikację i opracowanie szczególnych wymagań. Poza tym należy stwierdzić, że wysoka jakość realizacji obiektów jest możliwa tylko w warunkach, gdy ryzyka są właściwie i równomiernie rozłożone na strony kontraktu (Wykonawcy Inwestor). Przerzucenie większości ryzyk na Wykonawcę powoduje m.in. obniżenie jakości wykonywanych robót, nieprawidłowe reakcje wzajemne, częste zmiany podwykonawców, wydłużone terminy realizacji etapów robót i zakończenia budowy, a w konsekwencji wzrost kosztów budowania. Bierze się to ze złego przygotowania przetargu i niskiej wiedzy służb Inwestora na temat właściwego stosowania procedur, organizacji przetargów i wyboru Wykonawcy. Implikacje sięgają również kontroli realizacji robót, zgodnie z projektem i rozliczenia kosztów budowy. Brak zainteresowania permanentnym szkoleniem ze strony służb inwestycyjnych skutkuje pogłębiającą się różnicą w zarządzaniu projektami. Dodając do tego jeszcze oceny rzetelności i efektywności Wykonawców w trakcie przetargów oparte tylko na kryterium ceny doprowadziły do wielu patologii oraz znaczącego obniżenia jakości robót i ich bezawaryjności.