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.
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.
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,
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.
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.