Sposoby zabezpieczania wykopów przy czynnych jezdniach

Zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa przy prowadzeniu wykopów jest jedną z kluczowych kwestii, jaka musi być brana pod uwagę przy wykonywaniu tego typu robót. W przypadku, gdy wykopy mają być przygotowane w bezpośrednim sąsiedztwie drogi, konieczne będzie również uwzględnienie bezpieczeństwa użytkowników drogi oraz uchronienie jej struktury przed możliwymi zniszczeniami. Istnieje kilka różnych metod, które mogą być wykorzystane.

Co wiąże się z prowadzeniem robót ziemnych w pobliżu czynnej jezdni?

Intensywna rozbudowa i modernizacja infrastruktury drogowej sprawia, że roboty budowlane związane z realizacją wszelkiego rodzaju inwestycji liniowych są wykonywane bardzo często. Poza pracami przy powstawaniu nowych odcinków dróg liczne są sytuacje, gdy wykonuje się remonty nawierzchni, przebudowę mającą na celu usprawnienie organizacji ruchu czy poprawę bezpieczeństwa. W wielu przypadkach prowadzone są działania w bezpośrednim sąsiedztwie pasa drogowego. W grę wchodzą przede wszystkim inwestycje infrastrukturalne m.in. budowa podziemnych linii wodociągowych, gazowych, kanalizacyjnych, telekomunikacyjnych czy energetycznych, które muszą być doprowadzone do znajdujących się przy drodze lub ulicy posesji. W pobliżu dróg prowadzi się również budowy obiektów kubaturowych, w tym budynków wysokościowych. Znaczna część potrzebnych w takich sytuacjach robót budowlanych wymaga prowadzenia prac ziemnych, w tym wykonywania wykopów – wyjaśnia przedstawiciel firmy Kowal, specjalizującej się w budownictwie ogólnym, inżynieryjnym i infrastrukturalnym.

Konieczność prowadzenia robót ziemnych związanych z przygotowaniem wykopów w wielu przypadkach łączy się z potrzebą pełnego utrzymania ruchu na konkretnej drodze lub ulicy. Najczęściej jest to związane z trudnościami komunikacyjnymi, jakie powodowałoby zamknięcie przejazdu, tym bardziej że wiele inwestycji wykonywanych w bezpośrednim sąsiedztwie dróg jest realizowanych przez dłuższy czas. Przyczyną mogą być też względy ekonomiczne, na które mogą się składać wysokie koszty, jakie musiałyby ponosić znajdujące się przy zamykanym odcinku firmy, a także utrudnienia dla mieszkańców, którzy w takiej sytuacji utraciliby możliwość dojazdu do własnych posesji. Często poprowadzenie ruchu innymi ulicami czy drogami nie jest też możliwe ze względu na ich stan techniczny, szerokość czy niewystarczającą nośność.

Połączenie prowadzenia robót ziemnych niezbędnych przy wykonywaniu wykopów z utrzymaniem na drodze ruchu jest dużym wyzwaniem, ponieważ są to prace wiążące się z podwyższonym ryzykiem. W takiej sytuacji konieczne jest więc jednoczesne wykonanie zaleceń obowiązujących w czasie zapewniania bezpieczeństwa podczas przygotowywania wykopów z tymi, które dotyczą robót prowadzonych pod ruchem. Liczy się zarówno zapobieganie katastrofie budowlanej spowodowanej osunięciem ziemi oraz zapewnienie przestrzegania reguł BHP dotyczących pracowników, jak i ochrona przed negatywnymi następstwami prac wszystkich użytkowników drogi. Podstawowymi kwestiami jest tu więc z jednej strony właściwe oznaczenie terenu i wykonanie przewidzianych w przepisach barier, jak i prawidłowe zabezpieczenie samych wykopów.

Jeśli chodzi o oznakowanie jezdni, na której odbywa się ruch, to jest ono opracowywane w ramach „Projektu organizacji ruchu” i obejmuje rozstawienie odpowiednich znaków drogowych, sygnalizacji świetlnej albo kierowania ruchem przez pracownika budowy. Ważne będzie zastosowanie rozwiązań umożliwiających odgrodzenie terenu robót od strefy, w której przemieszczają się pojazdy np. za pomocą barier betonowych lub choćby prawidłowego oznakowania. W przypadku wykopów, które są głębsze niż 0,5 metra, konieczne będzie ustawienie zapór połączonych z pryzmami piasku, pozwalającymi na wyhamowanie aut w razie potrzeby. Nie można także zapominać o oznaczeniach i właściwym wygrodzeniu samych wykopów. Konieczna będzie m.in. zastosowanie balustrad, które mają wymaganą wysokość 110 cm, deskę krawężnikową, poręcz pośrednią oraz poręcz ochronną. Powinny one znajdować się co najmniej metr od skarpy wykopu, także w razie stosowania palisady, ściany szczelinowej lub ścianki berlińskiej, a także szalunku systemowego. W sytuacji, gdy wykopy są zabezpieczane ścianą albo w przypadku używania ścianek szczelnych także barierą w licu wykopu. Wykopy krótkotrwałe, które będą użytkowane przez czas jednej zmiany roboczej, mogą być zabezpieczane za pomocą systemowych płotków ażurowych.

Sposoby ochrony przed ryzykiem osypywania się ziemi

Odpowiednie wygrodzenie i oznaczenie miejsc prowadzenia prac budowlanych wymagających wykonania wykopów jest jednym z ważniejszych elementów zabezpieczenia terenu, jednak równie istotne będzie ich prawidłowe zabezpieczenie przed ryzykiem osunięcia się ziemi. Jest to o tyle kluczowe, że ewentualne osunięcie się gruntu przylegającego do wykopu oznaczałoby nie tylko zagrożenie dla pracowników, którzy w nim przebywają, ale także dla znajdujących się w pobliżu przechodniów i pojazdów, wiązałoby się również najprawdopodobniej ze zniszczeniem jezdni. Do możliwych do zastosowania metod zabezpieczania wykopu przy czynnych jezdniach należy zastosowanie bezpiecznego nachylenia skarpy wykopu, użycie szalunków systemowych, wykonanie ścianki berlińskiej, palisady, ściany szczelinowej albo ustawienie ścianki szczelnej. Wybór konkretnego rozwiązania zależy od specyfiki prowadzonej inwestycji – szerokości i głębokości wykopów, ich odległości od pasa drogowego i usytuowania względem jezdni, a także panujących warunków geologicznych oraz przeznaczenia wykopu.

W przypadku prowadzenia wykopów otwartych czynnikiem wpływającym na zmniejszenie ryzyka osunięcia się ziemi jest odpowiedni kąt nachylenia skarpy. Będzie on zawsze uzależniony od rodzaju gruntu, jaki występuje w danym miejscu. Ważna będzie jego spoistość oraz wskaźnik konsystencji. Dla gruntu od średnio spoistego do bardzo spoistego, np. gliny albo iłów, będącego przynajmniej w stanie twardoplastycznym nachylenie skarpy musi wynosić 1:0,5. Jeżeli grunt składa się ze zwietrzelin, rumoszy albo skał spękanych bezpieczne nachylenie powinno wynosić 1:1. Jeśli występują grunty mało spoiste – m.in. pyły, gliny zwałowe, gliniaste piaski, żwiry, pospółki gliniaste, lessy, a także rumosze zwietrzelinowe gliniaste bezpieczne nachylenie to 1:1,25, natomiast przy gruntach niespoistych albo spoistych w stanie plastycznym nachylenie bezpieczne wynosi 1:1,5. Maksymalna głębokość wykopu, który może być wykonany na podstawie standardowych wartości nachylenia, wynosi co najwyżej 4 metry. Jednocześnie w sytuacji, w której uziom będzie dodatkowo obciążany – a taka sytuacją wystąpi wówczas, gdy wykop znajdzie się w pobliżu jezdni – bezpieczny kąt nachylenia musi być podany w przygotowanym projekcie.

W sytuacji, gdy charakter realizowanej inwestycji wymaga wykonania wykopów wąskoprzestrzennych, np. przy budowie kanalizacji czy instalacji wodociągowej, często wykorzystywaną metodą jest używanie szalunków systemowych. Chronią one grunt przed osypywaniem się i przesiąkaniem wody za sprawą stalowych płyt pogrążanych w wykopie, między którymi są zainstalowane podpory wytrzymałe na napór mas ziemi. W zależności od wytrzymałości szalunki systemowe mogą być wykorzystywane także w wykopach o większych rozmiarach i głębokości, kluczowe jest jednak dobranie odpowiedniego sposobu podparcia i sztywności konstrukcji do nacisku gruntu oraz panujących warunków geologicznych.

Popularnym rozwiązaniem używanym do zabezpieczania wykopów jest korzystanie ze ścianek berlińskich. Ich konstrukcja opiera się na wykorzystaniu pogrążanych słupów betonowych lub stalowych o przekroju dwuteowym, w których są umieszczane elementy wypełnienia – belki drewniane lub stalowe. Pewnym ograniczeniem, jeśli chodzi o ścianki berlińskie, jest fakt, że można je stosować tylko na obszarze, gdzie lustro wody gruntowej znajduje się poniżej dna wykopu albo przy intensywnym odwadnianiu terenu, co przy inwestycjach liniowych nie jest zwykle opłacalne.

Sposobem na wykonanie szalunku wzmacniającego ściany wykopu jest także zastosowanie palisady np. z pali wierconych CFA. W tym przypadku grunt jest usuwany do określonej głębokości za pomocą świdra, a do powstałego otworu wprowadza się mieszankę betonową, która utwardza się w gruncie, a nierzadko jest jeszcze wzmacniana zatapianym i wwibrowywanym zbrojeniem stalowym. Wykonanie palisady jest możliwe przez wiercenie kolejnych otworów w bezpośrednim sąsiedztwie poprzednich. Plusem są tu dość znaczne głębokości, do jakich można stosować palowanie, a także fakt, że jest to sposób przydatny wówczas, gdy palisada ma się stać częścią powstającej w wykopie konstrukcji.

Zbliżoną nieco pod względem wykorzystywanej koncepcji technologią jest budowa ścianek szczelinowych. W tym przypadku również do drążonego otworu w postaci długiej szczeliny wprowadza się mieszankę betonitową, która zapewnia stateczność powstających ścian. Po osiągnięciu odpowiedniej głębokości do otworu podaje się mieszankę betonową, wprowadzając ją od dołu, dzięki czemu betonit jest z niego wypychany. Ostatnim elementem jest wprowadzenie zbrojenia. Metoda ta jest najczęściej używana wtedy, gdy ścianki zostaną wykorzystane na potrzeby powstającej inwestycji.

Jedną z najczęściej stosowanych i najbardziej wszechstronnych metod zabezpieczania wykopów w pobliżu czynnych dróg jest wykorzystywanie ścianek szczelnych, zwłaszcza wykonanych z tzw. larssenów. Technologia ta sprawdza się zarówno przy wykopach liniowych biegnących wzdłuż pasa drogowego czy jezdni, jak i przy wykopach punktowych, np. podczas budowy lub remontu sieci kanalizacyjnej lub wodociągowej. Ścianka szczelna powstaje przy wykorzystaniu profilów stalowych, tzw. grodzic, najczęściej mających przekrój litery „Z” lub „U”, które są ze sobą łączone za sprawą umieszczonych po bokach zamków umożliwiających szczelne połączenie elementów, a podczas pogrążania pełniących także funkcję prowadnicy. Grodzice stalowe mogą być wbijane lub wwibrowywane, jednak w przypadku wykonywania prac w pobliżu istniejących obiektów, by nie doprowadzić do ich zniszczeń wskutek powstających drgań, zazwyczaj stosuje się metodę wciskania, realizowaną przy użyciu wciskarek hydraulicznych. Poza powstrzymywaniem dużego naporu mas ziemi oraz blokowaniem dopływu do wykopu wód gruntowych stosowanie grodzic typu Larssen ma tę zaletę, że po zakończeniu wykopów mogą one być zdemontowane i ponownie użyte, co wpływa na stosunkowo niski koszt wykonania takiego zabezpieczenia. Dużym plusem jest także możliwość swobodnego kształtowania przebiegu wykopu.