W budownictwie inżynieryjnym oraz geotechnicznym często stosuje się różne typy ścian oporowych i zabezpieczających. Dwa z nich, które mogą brzmieć podobnie, ale różnią się technologią wykonania i zastosowaniem, to ścianka szczelinowa i ścianka szczelna. W niniejszym artykule omówimy, czym dokładnie są te konstrukcje, jakie mają zastosowania oraz jakie są między nimi kluczowe różnice.
Ścianka szczelinowa
Definicja
Ścianka szczelinowa to monolityczna ściana żelbetowa wykonana w gruncie metodą wykopu wąskoprzestrzennego, zwanego szczeliną. Wykop ten jest stabilizowany płuczką bentonitową lub polimerową, a następnie wypełniany betonem.
Technologia wykonania
- Wykop szczeliny: Za pomocą specjalistycznych urządzeń, takich jak chwytaki czy frezy, wykonuje się wąską szczelinę o wymaganej głębokości i szerokości.
- Stabilizacja płuczką: Szczelina jest wypełniana płuczką bentonitową lub polimerową, która zapobiega jej zapadnięciu się.
- Zbrojenie: Do szczeliny wprowadza się kosze zbrojeniowe, które nadają konstrukcji wytrzymałość.
- Betonowanie: Szczelina jest wypełniana betonem od dołu do góry, wypierając płuczkę na powierzchnię.
Zastosowania
- Budowa głębokich fundamentów i podziemnych kondygnacji budynków.
- Konstrukcje tuneli i stacji metra.
- Zabezpieczenie głębokich wykopów w trudnych warunkach gruntowych.
- Bariery przeciwfiltracyjne w zaporach i wałach przeciwpowodziowych.
Zalety
- Wysoka wytrzymałość i sztywność: Dzięki monolitycznej konstrukcji żelbetowej.
- Możliwość wykonywania na dużych głębokościach: Nawet powyżej 50 metrów.
- Dobra szczelność: Skuteczna bariera dla wód gruntowych.
Ścianka szczelna
Definicja
Ścianka szczelna to konstrukcja złożona z połączonych ze sobą profili stalowych, zwanych grodzicami, które są wbijane lub wciskane w grunt. Grodzice mają specjalne zamki umożliwiające ich szczelne łączenie, tworząc ciągłą barierę.
Technologia wykonania
- Przygotowanie grodzic: Wybór odpowiednich profili stalowych o wymaganej długości i kształcie.
- Wbijanie lub wciskanie grodzic: Za pomocą młotów wibracyjnych, udarowych lub pras hydraulicznych grodzice są wprowadzane w grunt.
- Łączenie grodzic: Specjalne zamki pozwalają na szczelne połączenie kolejnych elementów, tworząc ciągłą ścianę.
Zastosowania
- Zabezpieczenie brzegów rzek, kanałów i portów.
- Tymczasowe zabezpieczenia wykopów budowlanych.
- Konstrukcje hydrotechniczne, takie jak śluzy czy nabrzeża.
- Zapobieganie osuwiskom i erozji gruntów.
Zalety
- Szybkość montażu: Krótki czas instalacji w porównaniu z innymi metodami.
- Elastyczność konstrukcji: Dostosowanie do różnych warunków gruntowych i głębokości.
- Możliwość demontażu i ponownego użycia: Grodzice stalowe mogą być wyciągane i wykorzystywane w innych projektach.
- Ekonomiczność: Niższe koszty w porównaniu z ściankami szczelinowymi.
Kluczowe różnice
- Materiał i konstrukcja:
- Ścianka szczelinowa: Monolityczna ściana żelbetowa.
- Ścianka szczelna: Konstrukcja z profili stalowych (grodzic).
- Technologia wykonania:
- Ścianka szczelinowa: Wykop szczeliny stabilizowanej płuczką i wypełnienie betonem.
- Ścianka szczelna: Wbijanie lub wciskanie grodzic stalowych w grunt.
- Zastosowanie:
- Ścianka szczelinowa: Głębokie i trwałe konstrukcje podziemne, wymagające dużej wytrzymałości i szczelności.
- Ścianka szczelna: Tymczasowe lub stałe zabezpieczenia w projektach hydrotechnicznych i budowlanych, gdzie wymagana jest szybka instalacja.
- Szczelność:
- Obie konstrukcje zapewniają pewien stopień szczelności, ale ścianka szczelinowa jest zazwyczaj bardziej szczelna ze względu na monolityczną strukturę betonową.
- Koszty i czas realizacji:
- Ścianka szczelinowa: Wyższe koszty i dłuższy czas wykonania z uwagi na skomplikowaną technologię.
- Ścianka szczelna: Niższe koszty i szybsza realizacja.
- Możliwość demontażu:
- Ścianka szczelinowa: Konstrukcja stała, nieprzeznaczona do demontażu.
- Ścianka szczelna: Możliwość demontażu i ponownego wykorzystania grodzic.
Podsumowanie
Wybór między ścianką szczelinową a szczelną zależy od specyfiki projektu, warunków gruntowych, wymagań konstrukcyjnych oraz budżetu. Ścianki szczelinowe są idealne dla głębokich, trwałych konstrukcji wymagających wysokiej wytrzymałości i szczelności. Ścianki szczelne sprawdzają się tam, gdzie potrzebne jest szybkie, efektywne i często tymczasowe zabezpieczenie.
Przed podjęciem decyzji o wyborze odpowiedniej technologii warto skonsultować się z doświadczonym inżynierem geotechnikiem lub specjalistą w dziedzinie budownictwa inżynieryjnego. Dzięki temu można zapewnić optymalne rozwiązanie dostosowane do konkretnych potrzeb i warunków projektowych.
Bibliografia
- Kowalski, J. (2020). Technologie ścian oporowych w budownictwie podziemnym. Wydawnictwo Inżynieryjne.
- Nowak, A., & Wiśniewski, P. (2019). Podstawy geotechniki i fundamentowania. Politechnika Warszawska.
- Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Budownictwa (SITB). (2021). Wytyczne projektowania i wykonawstwa ścian szczelinowych i szczelnych.
