Utjecaj podzemne vode na stabilnost tla i ukopanih građevina
Ukoliko se građevine grade na područjima s visokom razinom podzemne vode, ista može imati znatan utjecaj na stabilnost tla i ukopanih dijelova građevine. Visoka razina podzemne vode na lokaciji može uzrokovati smanjenje posmične čvrstoće temeljnog tla ispod građevina, povećanje pritisaka tla na zidove ukopanih građevina (zidovi građevnih jama i podrumski zidovi) kao i izdizanje lakših građevina uslijed djelovanja uzgona.
Iz navedenih je razloga na područjima s visokom razinom podzemne vode potrebno primijeniti odgovarajuće tehničke mjere tijekom projektiranja i izgradnje kako bi se upravljalo njezinim štetnim utjecajem.
Projektiranje zahvata u tlu u zonama s visokom razinom podzemne vode
Za početak, prethodno projektiranju i provedbi zahvata u tlu potrebno je napraviti kvalitetne geotehničke istraživačke radove kojima se može utvrditi razina podzemne vode na određenoj lokaciji (ispitivanja razine podzemne vode u bušotinama i pijezometri).
Nakon utvrđivanja navedenog, potrebno je definirati samu problematiku zahvata u tlu, odnosno radi li se o privremenom ili trajnom iskopu za izvedbu građevine / trajnoj građevini, koja je dubina ukopavanja te kakva su prostorna ograničenja na površini što implicira osiguranje iskopa (građevne jame).
Uobičajeni tipovi gubitka stabilnosti tla ili konstrukcija uslijed djelovanja podzemne vode koji se provjeravaju prilikom projektiranja su sljedeći:
- slom zidova potporne konstrukcije za osiguranje građevne jame – mogućnost pojave ukoliko hidrostatski tlak podzemne vode djeluje na neadekvatno dimenzioniranu nepropusnu potpornu konstrukciju iznad razine dna iskopa građevne jame.
- slom tla ili konstrukcije prouzročen djelovanjem uzgona – mogućnost pojave ukoliko hidrostatski tlak podzemne vode djeluje na slabo propusni sloj tla manje debljine ili laganu konstrukciju ukopane građevine.
- hidraulički slom tla – mogućnost pojave uslijed tečenja vode prema gore (najčešće oko dna nepropusne potporne konstrukcije) u materijalima veće propusnosti tijekom iskopa građevne jame.
U nastavku su detaljnije opisani navedeni tipovi slomova te tehničke metode kojima se rizici od pojave istih smanjuju.
Slom zidova potpornih konstrukcija uslijed pritiska podzemne vode
Prilikom izvedbe privremenog ili trajnog osiguranja građevne jame u vidu nepropusnih potpornih konstrukcija, potrebno je uzeti u obzir opterećenje hidrostatskog tlaka podzemne vode na zidove istih. Potpornu konstrukciju koja je dodatno opterećena hidrostatskim tlakom treba ojačati elementima poput geotehničkih sidara ili čeličnih razupora te adekvatno armirati i ukopati u temeljno tlo u svrhu sprječavanja sloma potporne konstrukcije ili globalnog sloma tla iza iste.
Slom tla ili konstrukcije uslijed djelovanja uzgona podzemne vode
Stabilnost građevine ili sloja temeljnoga tla male propusnosti na izdizanje uslijed djelovanja uzgona, mora se provjeriti usporedbom stalnih stabilizirajućih djelovanja (primjerice težine i bočnog trenja) sa stalnim i promjenljivim destabilizirajućim djelovanjima vode. Ukoliko je destabilizirajuće djelovanje vode veće od stabilizirajućeg djelovanja težine i sl., tada se ovisno o trajnosti ukopane građevine primjenjuje više rješenja.
Ako se problematika uzgona javlja kod privremenog zahvata u tlu (privremeni iskop ili privremena konstrukcija za osiguranje građevne jame), predlaže se tijekom izgradnje snižavati razinu podzemne vode na lokaciji drenažnim sustavima (drenažni rovovi) i sustavima crpljenja (bunari i slično).
Ako se problematika uzgona javlja kod trajno ukopane građevine u tlu, potrebno je povećati ukupnu težinu ukopane građevine ili ugraditi vlačne pilote kroz temeljnu konstrukciju iste koji svojom vlačnom nosivošću sprječavaju izdizanje građevine.
Hidraulički slom tla uslijed tečenja podzemne vode
Stabilnost tla na hidrauličko izdizanje (hidraulički slom tla) mora se provjeriti usporedbom pornih pritisaka te naprezanja koja se javljaju pri dnu iskopa u propusnim materijalima (šljunak ili pijesak) zbog nepovoljnog tečenja vode prema gore koje smanjuje efektivnu čvrstoću tla. Najčešće usvajane mjere za smanjenje rizika od pojave hidrauličkog sloma tla su smanjenje / uklanjanje pornih pritisaka vode (crpljenje ili brtvljenje dna građevne jame) ili povećanje težine tla pri dnu građevne jame dodatnim ukopavanjem dna nepropusne potporne konstrukcije (povećanje puta tečenja vode).
Zaključak
Upravljanje podzemnom vodom u okolici privremenih ili trajnih ukopanih građevina je jedan od stalnih izazova u građevinarstvu. Neadekvatno rješavanje problema može dovesti do strukturalnih oštećenja koja mogu ugroziti ljude u samoj građevini i u prostoru oko građevine. Od iznimne važnosti je inicijalna provedba kvalitetnih istraživačkih radova za što točnije određivanje razine te potencijalnih oscilacija podzemne vode na lokaciji. Nakon toga, u fazi projektiranja i izvedbe potrebno je s pažnjom analizirati i ukloniti potencijalne nepovoljne utjecaje podzemne vode na stabilnost tla / iskopa tijekom gradnje i ukopanih građevina tijekom eksploatacije.
Pročitajte više: Projekti osiguranja građevnih jama
