Awaryjne podniesienie kamienicy nad trasą TBM w Łodzi

Pustka pod budynkiem i gwałtowne osiadanie

\Pod przejazdem bramowym budynku odkryto pustkę o szacowanej objętości 30–50 m³. Następnego dnia została ona wypełniona pianobetonem, ale dalsze badania wykazały, że problem nie ograniczał się wyłącznie do jednej pustki.

Badania geofizyczne SRT i GPR potwierdziły obecność anomalii gruntowych — stref rozluźnionego gruntu — w rejonie przejazdu bramowego i pod budynkiem. Dodatkowe badania CPT oraz DPL wykazały rozluźnienie gruntu do głębokości około 5 m poniżej poziomu terenu.

Jednocześnie system monitoringu geodezyjnego Sixense zarejestrował gwałtowne osiadanie budynku przekraczające 40 mm w ciągu kilku dni. Przemieszczenia przekroczyły dopuszczalne progi określone przez projektanta konstrukcji.

Dostępne metody naprawcze okazały się niewystarczające ze względu na wymaganą szybkość działania, precyzję oraz konieczność pracy bez ciężkiego sprzętu i bez niekontrolowanego wpływu na sąsiednie części budynku.

Grafika: Wykres monitoringu Sixense
Monitoring geodezyjny pokazał fazę gwałtownego osiadania budynku oraz późniejszą fazę kontrolowanego podnoszenia wykonanego przez Geobear.

Warunki gruntowe

Pod budynkiem występował układ warstw typowy dla części trasy tunelu w centrum Łodzi:

• nasypy niebudowlane i gliny piaszczyste w górnej warstwie,
• piaski drobne na głębokości około 1,5–4,0 m p.p.t.,
• żwiry, otoczaki i piaski grube poniżej około 4,0 m p.p.t.

Największe ryzyko stanowiły warstwy niespoiste o wysokiej przepuszczalności. W takich gruntach może dochodzić do sufozji, czyli wypłukiwania drobnych cząstek gruntu przez przepływającą wodę. W efekcie pod fundamentami mogą powstawać pustki i strefy rozluźnienia, prowadzące do nagłego osiadania konstrukcji.

Poziom posadowienia budynku w części niepodpiwniczonej wynosił około 1,5 m poniżej poziomu terenu.

Grafika - Przekrój geotechniczny
Przekrój pokazujący relację między fundamentem, strefami rozluźnionego gruntu i poziomami iniekcji geopolimerowych.

Geobear został zaangażowany jako specjalistyczny wykonawca awaryjnej interwencji. 

Celem było:

• wypełnienie pustek pod fundamentami,
• wzmocnienie rozluźnionego gruntu,
• kontrolowane podniesienie budynku,
• przywrócenie obiektu powyżej dopuszczalnego progu osiadania,
• uniknięcie decyzji o rozbiórce.

Technologia polegała na wykonaniu otworów o średnicy 16–20 mm i wprowadzeniu pod fundamenty dwukomponentowej, ekspandującej żywicy geopolimerowej. Materiał rozprężał się w gruncie, wypełniał pustki, zagęszczał osłabione strefy i umożliwiał kontrolowane podnoszenie konstrukcji.

Iniekcje wykonywano w kilku poziomach, zależnie od skali osiadania i reakcji gruntu. Prace rozpoczęto od strefy największego osiadania, a następnie przechodzono stopniowo do kolejnych obszarów. Każdy etap był kontrolowany geodezyjnie, a maksymalne podniesienie z jednej iniekcji wynosiło około 5 mm.

Grafika — plan punktów iniekcyjnych
Układ punktów iniekcyjnych został dostosowany do stref osiadania budynku i prowadzony etapami - od obszaru największego przemieszczenia.

Zakres wykonanych prac

Zakres interwencji obejmował:

• 44 główne punkty iniekcyjne,
• 3 dodatkowe punkty iniekcyjne wyznaczone decyzją kierownika robót,
• 141 pojedynczych iniekcji podstawowych,
• 21 iniekcji uzupełniających związanych z wypełnieniem po badaniach CPT/DPL,
• iniekcje prowadzone na głębokościach 0,8 / 1,0 / 1,5 / 2,0 m poniżej fundamentów,
• od 1 do 3 poziomów iniekcji na punkt, zależnie od skali osiadania,
• 1 lekką jednostkę iniekcyjną na samochodzie,
• około 12 dni roboczych realizacji.

W wyniku prac Geobear osiągnięto kontrolowane podniesienie budynku o 25 mm. Budynek został przywrócony powyżej dopuszczalnego progu osiadania, a projektant konstrukcji zaakceptował efekt interwencji.

Decyzja o wyłączeniu budynku z użytkowania została wycofana, a rozbiórka okazała się niepotrzebna.

Skuteczność prac została również potwierdzona niezależnie przez Inżyniera Kontraktu, na podstawie badań geofizycznych wykonanych po zakończeniu iniekcji. Ocena wskazała poprawę sztywności gruntu oraz skuteczność zabiegu w ograniczeniu rozluźnienia podłoża pod budynkiem.