Jak zbudowane są ściany oporowe?

Ściany oporowe to konstrukcje, które zwiększają bezpieczeństwo obiektu budowlanego zagrożonego osuwaniem się ziemi oraz działaniem wód powierzchniowych. Odpowiednio dobrane do rodzaju budowli oraz panujących w jego otoczeniu warunków mogą w znacznym stopniu poprawić jej stateczność. Ściany oporowe są przydatne nie tylko do stabilizowania gruntu, ale również do ochrony materiałów sypkich oraz wszelkiego rodzaju kruszyw.

Dlaczego odpowiednia ochrona przed osuwaniem się gruntu jest tak ważna?

Każdy obiekt budowlany musi być stabilnie posadowiony na gruncie niezależnie od swojej konstrukcji i przeznaczenia. W miejscach, gdzie teren jest stosunkowo płaski głównym czynnikiem przesądzającym o tym, czy wzniesiona struktura okaże się trwała, jest budowa geologiczna podłoża oraz sposób, w jaki ciężar budowli będzie się rozkładał na jego powierzchni. W większości przypadków właściwymi zabiegami będą więc usunięcie warstwy humusu, zagęszczenie gruntu lub jeśli nośność jest na właściwym poziomie wykonanie odpowiednio głębokich i dostosowanych do wymiarów obiektu fundamentów. Jedynie w szczególnych przypadkach są potrzebne dodatkowe zabiegi takie jak choćby palowanie czy nawet wymiana podłoża. Tam, gdzie teren jest nachylony, każdy projektant musi dodatkowo wziąć pod uwagę ryzyko związane z przemieszczeniem gruntu czy to w wyniku procesów naturalnych np. obfitych opadów i upłynnieniem niżej zalegających warstw ziemi, czy też wzrostem obciążenia powodowanym ciężarem wznoszonej budowli. Jednym ze sposobów na wyeliminowanie osuwania się ziemi jest wykonanie prawidłowego zabezpieczenia – wyjaśnia przedstawiciel firmy KONSTEL, specjalizującej się w produkcji prefabrykatów z betonu i żelbetu.

Jeżeli teren, w którym ma być wzniesiony konkretny obiekt, ma nieodpowiedni tzw. współczynnik stanu równowagi wynikający z niedostatecznej spójności podłoża i prawdopodobnego zachwiania stanu równowagi między siłami tarcia a siłami zsuwającymi niezbędne będzie wykonanie prac poprawiających stateczność. Wpływ na utratę stateczności mogą mieć również czynniki dodatkowe, w tym warunki hydrogeologiczne oraz występujące w pobliżu cieki powierzchniowe czy samo ukształtowanie terenu, które może przyspieszać degenerację potencjalnego osuwiska. Podstawową i najszerzej wykorzystywana metodą jest w takim przypadku wykonanie odpowiednich drenaży i odwodnień powierzchniowych. W wielu sytuacjach takie działania będą jednak niewystarczające i konieczna okaże się interwencja w samo podłoże.

Istnieje wiele sposobów uchronienia się przed osuwaniem się ziemi, a ich dobór zależy od wielkości planowanego obiektu budowlanego i jego masy, a także rodzaju terenu, który ma być zabezpieczony. W przypadku zagrożenia erozją najczęściej używanym rozwiązaniem jest zabezpieczenie powierzchni naturalnej lub sztucznej skarpy. W zależności od budowy geologicznej terenu można zastosować odpowiednie rośliny, których korzenie ochronią grunt przed osypywaniem, ułożyć specjalne maty z geowłókniny czy też zastosować kotwioną w gruncie siatkę. Przy większych nachyleniach możliwe jest nawet kotwienie całego zbocza. Efektywną metodą, która może być używana przy różnym poziomie zagrożenia osuwiskiem, jest także budowa ściany oporowej.

Rodzaje ścian oporowych i ich zastosowanie

Ściany oporowe mające za zadanie chronić przed osuwaniem się gruntu mogą być wykonywane z różnych materiałów, w zależności od nacisku, jaki masy ziemi będą wywierały na całą konstrukcję, ale także od nachylenia i wielkości zbocza. Często wybieranym rozwiązaniem jest wykonywanie ścian oporowych przy użyciu zagłębianych w gruncie stalowych burs. Tego rodzaju osłony wykorzystuje się zarówno jako osłony tymczasowe, np. na czas potrzebny do prowadzenia wykopów liniowych, budowy fundamentów, jak i w charakterze trwałego składnika budowli, choćby przy budowie wiaduktów, przyczółków mostowych, tuneli lub budowli hydrotechnicznych. Podobną funkcję mogą spełniać betonowe pale wiercone czy wszelkie odmiany jet groundingu. Tego typu rozwiązania są jednak – ze względu na wysoki koszt oraz konieczność dysponowania specjalistycznym sprzętem – używane głównie przy większych inwestycjach.

Do mniejszych obciążeń i skali zagrożenia lepiej mogą nadawać się gabiony – specjalne kosze z drutu stalowego wypełniane kamieniami albo kaszyce – w tym przypadku prefabrykowany element z żelbetu wypełnia się gruntem, co gwarantuje odpowiednią wytrzymałość. W przypadku, gdy w grę wchodzi konieczność działania na mniejszą skalę, świetnym rozwiązaniem są też mury oporowe z prefabrykatów betonowych albo żelbetowych. Metoda te gwarantuje dużą elastyczność, ponieważ może być wykorzystywana zarówno przy większych skarpach, gdzie może dojść do osunięcia znacznej ilości gruntu, jak i tam, gdzie głównym zagrożeniem jest spływająca po powierzchni woda, a ryzyko i nacisk na konstrukcję o wiele mniejsze.

Najpopularniejszymi rodzajami ścian oporowych wykonanych z betonu są konstrukcje murowane oraz masywne. Ściany murowane najczęściej wykonuje się z bloczków betonowych, które mogą być dodatkowo wypełniane ziemią, co pozwala na zachowanie dobrej wytrzymałości, dociążenie całej struktury, a przy tym zmniejsza związane z budową koszty. Inną możliwością będzie użycie dużych prefabrykatów o odpowiedniej masie, np. bloków żelbetowych o kształcie odwróconej litery „T”, z przesuniętym nieco daszkiem. Prefabrykaty tego typu łatwo stabilnie posadowić na gruncie oraz zabezpieczyć przed przemieszczeniem. Plusem korzystania z takiego rozwiązania jest też możliwość dość swobodnego kształtowania usytuowania ściany oporowej i jej przebiegu. Co istotne, prefabrykaty tego typu są wytwarzane w różnych rozmiarach, mogą być więc użyte zarówno do ochrony niewielkich, kilkudziesięciocentymetrowych skarp, jak i zdecydowanie większych, gdzie ryzyko osunięcia jest o wiele większe.

Gdzie są stosowane mury oporowe z elementów prefabrykowanych?

Mury oporowe są używane w różnych zastosowaniach. Wiele konstrukcji powstaje do ochrony budynku przed znajdującym się w pobliżu zboczem lub skarpą, często powstałą sztucznie, podczas prowadzenia prac budowlanych. W ten sposób zabezpieczane są też miejsca, które będą w większym stopniu obciążone, np. przez budowę ogrodzenia, które docelowo ma się znaleźć wzdłuż uskoku czy skarpy. Mury oporowe są przydatne również przy zabezpieczaniu wjazdów do podziemnych garaży, a także podczas budowy ogrodowych tarasów przy różnych poziomach terenu czy wykonywaniu rozmaitych elementów małej architektury ogrodowej. Niewielkie murki często służą zabezpieczeniu tarasu posadowionego na gruncie, ochronie rabat lub miejsc parkingowych.

Ściany oporowe to często także elementy zabezpieczające wszelkiego rodzaju infrastrukturę, np. bezpośrednie okolice przepustów nad rowami, miejsc położonych przy wałach lub nasypach, a także w pobliżu mostów. Często za ich pomocą chroni się brzegi zbiorników wodnych. Mur oporowy z prefabrykatów to sposób na wykonanie otwartego silosu w gospodarstwie rolnym, przydatnego choćby do przechowywania kiszonki. Z możliwości wzniesienia takiej konstrukcji korzystają firmy prowadzące składy opału i handlujące rozmaitymi kruszywami – piaskiem, żwirem lub tłuczniem. Żelbetowe prefabrykaty chronią wówczas sprzedawany materiał przed rozsypywaniem się, ułatwiając jego pobierania i zmniejszając możliwe straty.

Wielką zaletą konstrukcji oporowych z żelbetowych prefabrykatów jest ich duża wytrzymałość mechaniczna, a z uwagi na niewielką nasiąkliwość, także odporność na działanie wody i niskie temperatury. Przy odpowiednim doborze grubości ścian oraz właściwym fundamentowaniu ściana tego rodzaju wytrzyma znaczne obciążenia. Co ważne zarówno transport poszczególnych elementów, jak i ich ustawienie jest stosunkowo proste i może być łatwo wykonane przy użyciu odpowiedniego dźwigu – przy mniejszych gabarytach poszczególnych elementów da się to przeprowadzić popularnym samochodowym HDS-em, a przy bardzo małych murkach ogrodowych nawet ręcznie. Korzystanie z gotowych elementów żelbetowych oznacza również skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie całej inwestycji.