W ramach wstępu Jarosław Rybak nawiązał do swojego artykułu w czasopiśmie „GDMT geoinżynieria drogi mosty tunele” 2/2015 [51], poświęconego przeglądowi rynku krajowego i trendów rozwoju pali, mikropali i kolumn mniejszych średnic. Powstał on na bazie odpowiedzi udzielonych na pytania zawarte w ankiecie dotyczącej zagadnień związanych z projektowaniem i wykonawstwem tych elementów. Została ona wysłana do wybranych firm wykonujących specjalistyczne roboty geotechniczne. Moderator wyjaśnił, że wśród uczestników panelu znaleźli się zarówno przedstawiciele projektantów, wykonawców, jak i organów kontroli, czyli reprezentanci stron zaangażowanych na różnych etapach w prace geotechniczne. Podkreślił, że wykonanie badań przedsiębiorstwa najczęściej zlecają firmom zewnętrznym, natomiast wolą same zajmować się projektowaniem robót geotechnicznych.

Kolumny to nie pale

Bolesław Kłosiński wypowiedział się na temat metod projektowania kolumn. Podkreślił, że istnieje wiele rodzajów kolumn i nie można ich wszystkich traktować w ten sam sposób. Dodał, że kolumny to nie pale, ale "nie można powiedzieć, że kolumna jest tanim substytutem pala, jest to element służący do wzmacniania słabego podłoża". Zauważył, że nie na wszystkie rodzaje procesów formowania kolumn istnieją normy europejskie. W ramach nowelizacji Eurokodu działa zespół ds. wzmacniania podłoża, który przygotowuje wnioski do właściwej części normy, jednak na efekty trzeba będzie zapewne jeszcze poczekać. Istnieją co prawda francuskie wytyczne ASIRI, jednak są one niewystarczające w zastosowaniu do polskich gruntów. W naszym kraju mamy znacznie więcej słabych gruntów niż we Francji. Istnieje również norma DIN, ale dotyczy tylko kolumn związanych spoiwem o wąskim zakresie. Z projektowaniem i stosowaniem kolumn wiąże się szereg problemów: platforma robocza, niezawodność (która jest różna dla różnych rodzajów kolumn), wytrzymałość konstrukcyjna, projektowanie zbrojenia nad kolumnami, wrażliwość tych elementów na zginanie i przemarzanie. W celu rozwiązania choć części tych problemów, pod egidą Polskiego Zrzeszenia Wykonawców Fundamentów Specjalnych powstał zespół opracowujący wytyczne projektowania, wykonawstwa i kontroli, rozwijające ASIRI w odniesieniu do warunków polskich.

Kolumny są mało odporne na błędy wykonawcze

Do norm z innych krajów nawiązał także Michał Marchwicki, który wyjaśnił, że to on implementował w firmie Keller na gruncie polskim francuskie metody projektowania i wykonywania kolumn. "W moim odczuciu produkt ten na polskim rynku zyskał tak szerokie zastosowanie poprzez jedną dominującą cechę - niską cenę jednostkową wykonania 1 mb kolumny betonowej przemieszczeniowej. To sprawiło, że produkt stał się niezwykle popularny, jest lubiany przez generalnych wykonawców, natomiast ta niska cena (...) pociąga za sobą szereg konsekwencji, które już nie do końca przez wszystkich na naszym rynku są rozumiane” - wyjaśnił. Wiąże się to z tym, że kolumny są mało odporne na błędy popełniane zarówno podczas instalacji tych elementów przez wykonawców robót geotechnicznych, jak i na późniejszych etapach budowy, następujących po tym, gdy wykonawca ten zejdzie z placu budowy i następują kolejne fazy prac, realizowane przez generalnych wykonawców. Podkreślił, że systemy wzmocnienia gruntu za pomocą kolumn sztywnych od systemów posadowienia palowego odróżnia m.in. to, że w kolumnach część obciążeń przekazywana jest także na grunt. Podobnie jak przedmówca wspomniał, że grunty organiczne są w naszym kraju bardzo powszechne, tymczasem w normach ASIRI nie ma konkretnych zaleceń dotyczących instalowania tego typu elementów w takich warunkach. Wyraźnie zaznaczył, że w przypadku zastosowania kolumn w gruntach organicznych należy zachować dużą ostrożność. Zauważył jednak, że można właściwie projektować i wykonywać kolumny, czego dowodem na to są liczne obiekty, które już stoją na gruncie wzmocnionym w tej technologii. "Metoda jest dobra, ale należy do niej podchodzić z dużą dozą ostrożności" - podsumował.

Tanie nie znaczy złe

Następnie głos zabrał Adam Zaremba, który przyznał, że technologię kolumn przemieszczeniowych projektuje i stosuje od lat. Podkreślił, że nie lubi stwierdzenia, że gdy coś jest tanie to jest złe. W jego opinii wspomniana technologia jest sprawdzona na wielu kontraktach. W przypadku, gdy obchodzi się z kolumnami ostrożnie po ich wykonaniu, nie ma z nimi większych problemów. "Technologie kolumn przemieszczeniowych i kolumn podatnych DSM są jak najbardziej dobrymi technologiami do stosowania. To, że są tanie nie oznacza, że są złe, tylko na każdym etapie od projektu do wykonawstwa i po wykonaniu trzeba myśleć" - podsumował.

Posadowienie inne niż wszystkie

Robert Sołtysik odniósł się do niejednokrotnie otrzymywanego zapytania ofertowego dotyczącego wykonywania przy posadowieniu nowych obiektów kolejowych i drogowych kolumn jet-grouting, służących jako wzmocnienie podłoża. Niejednokrotnie warunki gruntowe były bardzo trudne (kilka metrów namułów i napięte zwierciadło wody gruntowej), a dla oferenta istotnym było, aby do kolumn został wprowadzony jeszcze profil. Wszelkie wskazówki o innych możliwościach wykonania w sposób nie tylko szybszy, tańszy, ale przede wszystkim lepszy były odrzucane z powodu akceptacji takiego właśnie projektu przez PKP PLK i braku możliwości wprowadzania zmian. Podkreślił, że ten rodzaj posadowienia wymyka się wszelkiej klasyfikacji.

Próbne obciążenia grupy kolumn

Andrzej Kruczek, podobnie jak przedmówcy, zwrócił uwagę na brak szczegółowych polskich wytycznych dotyczących projektowania i wykonywania badań kolumn. Obecnie w naszym kraju implementowane są zapisy ASIRI i na podstawie tych wytycznych prowadzone są programy badawcze oraz kontrola. Podkreślił, że kolumny nie są palami, więc nie podlegają typowemu sprawdzeniu, tak jak pale fundamentowe. Wspomniał, że często kierownicy budów są sceptycznie nastawieni do prowadzenia badań w inny sposób, aniżeli według starej normy palowej. Jego zdaniem w badaniach bardzo ważnym jest, aby była to grupa czterech kolumn, ponieważ obciążanie pojedynczej nie daje miarodajnego wyniku czy wzmocnienie zostało wykonane poprawnie spełniając wymagania projektowe. Podkreślił, że należy stosować obciążenia specjalnie zaprojektowaną sztywną płytą. "Tak jak przy palach fundamentowych na podstawie próbnego obciążenia statycznego określamy dopuszczalne obciążenie na pal, tak przy kolumnach tym, co chcemy sprawdzić, jest sztywność podłoża. W związku z tym analizujemy jego przemieszczenia przy zadanej sile - nie formułujemy wniosku dotyczącego dopuszczalnego obciążenia na pojedynczą kolumnę, a na całą ich grupę” - wyjaśnił. Zaznaczył też, że choć na rynku pojawiają się sprzeczne informacje na ten temat, jego zdaniem istnieje możliwość sprawdzenia kontroli ciągłości trzonu takich kolumn - metodą Sonic Echo. Dodał, że często wymaga się od wykonawców posadowienia określenia długości kolumn, a nie zawsze jest to możliwe, natomiast ciągłość trzonów tak.

Słuchacze z sali włączyli się do dyskusji

Wypowiedzi uczestników panelu wywołały ciekawą, a momentami burzliwą dyskusję, głos zabrało m.in. kilka osób z sali, które komentowały wcześniejsze stwierdzenia bądź dopytywały o więcej szczegółów. Głos w dyskusji zabrał prof. Kazimierz Gwizdała, który zwrócił uwagę na nazewnictwo - mowa o wzmocnieniu podłoża nie słabego, a słabonośnego. Podobnie jak A. Kruczek przyznał, że jego zdaniem nie ma sensu robienie próbnego obciążenia na pojedynczej kolumnie.

Badania tego bronił Tomasz Warchał z firmy Menard Polska. Podkreślił, że wykonywanie próbnego obciążenia na pojedynczej kolumnie nie jest idealne, jest nie do końca miarodajne, ale daje pewien obraz tego, co zostało zrobione. Przyznał jednak, że obciążenie grupy kolumn jest lepszym rozwiązaniem. Zgodził się z nim M. Marchwicki, twierdząc że choć próbne obciążenie pojedynczej kolumny nie daje pełni informacji, jednakże jest najtańszym i najszybszym sposobem na skontrolowanie tych elementów. Nie powinno się go nazywać badaniem nośności takiej kolumny, a badaniem jej sztywności i nie rezygnowałby z tego.

W opinii Tomasza Warchała problemy z kolumnami betonowymi są wyolbrzymiane, szereg awarii to raczej nieumiejętność obchodzenia się z tego typu elementami, czasami też błędy wykonawców robót geotechnicznych, ale w 99,9% to błędy generalnych wykonawców – głównie sposób postępowania z kolumnami po ich wykonaniu. Podkreślił, że biorąc pod uwagę liczne zastosowania kolumn betonowych przy wzmacnianiu podłoża, zna tylko kilka przypadków niewłaściwego wykonania. Podkreślił, iż metodę tą należy udoskonalać.

Podobnego zdania był M. Marchwicki, według którego kolumny betonowe w większości przypadków się sprawdzają i funkcjonują bardzo dobrze. We Francji są one uznawane za jeden z najbezpieczniejszych sposobów posadowienia na gruncie wzmocnionym, pozostając przy tym jednym z najbardziej ekonomicznych. "Jest to wymagająca technologia, która stawia przed wszystkimi uczestnikami procesu budowlanego duże wymagania dotyczące koordynacji poszczególnych robót, projektowych i wykonawczych" – podsumował i zauważył, że przy dotrzymaniu standardów można uniknąć błędów.

Następnie prelegenci i słuchacze z sali wymieniali kolejne uwagi dotyczące wykonywania próbnych obciążeń pojedynczych kolumn oraz ich grupy, a także traktowania kolumn betonowych przez generalnych wykonawców ich po wykonaniu.

Podsumowanie V Konferencji "Geoinżynieria w budownictwie 2015"