technologijos Silpni pagrindo gruntai – įveikiama kliūtis šiuolaikinei statybai

Silpni pagrindo gruntai –

įveikiama kliūtis šiuolaikinei statybai

Danutė SLIŽYTĖ, Rimantas MACKEVIČIUS

Vilniaus Gedimino technikos universiteto Statybos fakulteto Gelžbetoninių konstrukcijų ir geotechnikos katedros docentai, technikos mokslų daktarai

Kiekvieno statybos inžinieriaus svajonė – statyti gyvenamąjį namą ar kitokį inžinerinį statinį ant stipraus, stabilaus pagrindo, kad statant įdėtos pastangos vietoj džiaugsmo neatneštų didelio susirūpinimo ir liūdesio dėl naujoje konstrukcijoje pasireiškiančių neigiamų reiškinių: sienose atsiveriančių plyšių, posvyrio.

Dėl amžinojo įšalo gruntų atšilimo smengantys apleisti aukso ieškotojų namai Dausono miestelyje, Amerikos šiaurėje. (www.jimwitkowski.com)

Danutė SLIŽYTĖ

Rimantas MACKEVIČIUS

Lioso gruntai klastingi: sausame klimate jie atrodo tvirti, bet gavę didesnį vandens kiekį suslūgsta ir padaro netinkamus gyventi ant jų stovinčius pastatus. (www.civil-engg-world.com)

Iššūkiai seisminėse zonose

artais sunku statiniui užtikrinti ilga-

Klaikį ramų ir sveiką gyvavimą, net jei pagrindas stabilus, o suskaičiuota atsakingai pagal normų reikalavimus. Turima mintyje pastatus, kurie statomi seisminio aktyvumo zonose. Nors šiuolaikinės projektavimo ir darbų vykdymo normos juos padaro maksimaliai atsparius neramios aplinkos poveikiams, vis dėlto žemės drebėjimas, kurio magnitudė pagal Richterio skalę siekia 6 balus ar daugiau, vargu ar paliks sveiką net tobulai pastatytą namą ar tiltą.

Laimė, kad geologiniu požiūriu mums, gyvenantiems Lietuvoje, labai pasisekė: esame toli nuo mūsų (Eurazijos) tektoninės plokštės kraštų, todėl šiuo požiūriu galime tikėtis ramaus, nuo bent kiek didesnių žemės drebėjimų ir ugnikalnių išsiveržimų apsaugoto gyvenimo. Reikėtų kas rytą apie tai pagalvoti ir nusišypsoti. Japonai tai puikiai supranta, kai išvakarėse pajūryje stovėjęs gražus miestelis ryte staigaus gelmių smūgio gali būti paverstas griuvenomis. Po dvejų ar trejų metų toje pačioje vietoje pamatysime vėl tvarkingai pastatytą miestelį, laukiantį naujo smūgio.

Amžinojo įšalo gruntai atšilus klimatui pateikia staigmenų

Esami laimingi ir dėl to, kad Lietuvoje neturime statybai sudėtingų amžinojo įšalo gruntų, kurie sušalę puikiai laiko net dideles apkrovas, bet atšilę tampa silpni ir bejėgiai. Dabar, kai fiksuojamas klimato atšilimas, daug konstrukcijų, pastatytų tuo metu buvusioje amžinojo įšalo zonoje, smenga į labai deformuojamu tapusį gruntą, kuris kadaise atrodė įšalęs amžiams. Kai kurie XIX amžiaus per aukso karštligę Aliaskoje pastatyti, o dabar nebegyvenami ieškotojų miesteliai dabar smenga į atšilusį gruntą. Inžinieriams pakaktų technologinių sprendimų, kad sustabdytų šį liūdną procesą, bet tose vietose jų nereikia – aukso ten jau seniai niekas nebeieško. Namai paliekami tokie avariniai, kokie jie yra, kad rodytų pravažiuojantiems turistams realų klimato atšilimo pavojų.

Liosinis pagrindas – didelės pastatų gelbėjimo sąnaudos

Neturime Lietuvoje namams statyti klastingų suslūgstančiųjų lioso gruntų, vėjų suformuotų stepių ir pusdykumių rajonuose. Tokie gruntai – galvos skausmas kai kurių pietinių Rusijos, Ukrainos, Kazachstano, JAV regionų statybos inžinieriams. XX amžiaus devintajame dešimtmetyje į lioso gruntų storymę ėmė smegti statoma naujos branduolinių reaktorių „Atommaš“ gamyklos darbuotojų gyvenvietė šalia Volgodonsko miesto Rusijos pietuose. Teko gelbėti pradėjusius grimzti dar nebaigtus statyti pastatus ir tuometinės Tarybų Sąjungos inžinieriams (jie pasiūlė injekuoti į suslūgstantį gruntą natrio silikato tirpalą, dar vadinamą skystuoju stiklu), ir kviestiniams gelbėtojams iš Italijos, kurie atliko didelio slėgio (40–60 MPa) čiurkšlinę injekciją cemento skiediniu. Gyvenvietę pavyko išgelbėti, liosinis pagrindas buvo patikimai sutvirtintas, bet visa tai buvo labai brangu.

Ši greitųjų molių nuošliauža įvyko 2010 metų rugsėjo 3 dieną Norvegijos Lyngseideto vietovėje. (www.ngu.no)

Dailininko Pranciškaus Smuglevičiaus XVIII amžiaus pabaigos akvarelėje įamžintos tikrosios Valdovų rūmų sienos prieš jų nugriovimą. Jose matomi įstriži plyšiai, atsiradę dėl netobulai įrengtų pamatų. (Viešo naudojimo kūrinys) Greitieji moliai – pastato galima ir nebespėti išgelbėti

Neturime ir Norvegijos gyventojams didelį rūpestį keliančių gyvųjų arba greitųjų molių (angl. quick clay), kurie susiformavo tuose kraštuose tirpstant ledynui ir gali nuo mažos papildomos apkrovos (pavyzdžiui, naujai supilto grunto) prarasti stabilumą, pereiti į takią būseną. Nuošliauža, įvykusi 1978 metais Risos vietovėje, buvo nufilmuota atsitiktinio turisto ir Norvegijos Geotechnikos instituto NGI išleista kaip metodinė mokomoji priemonė, apibūdinanti tokius gruntus. Šį filmą, trunkantį šiek tiek ilgiau nei 20 minučių, kiekvienas mūsų gali pažiūrėti internete. Panašus greitųjų (tiksliau – labai jautrių apkrovoms) molių, kurie tapo labai silpni šimtmečiais vandeniui išplaunant iš jų druskas, poveikis Norvegijoje pastebimas gana dažnai. Tiesa, suirimo masteliai mažesni nei Risos nuošliaužos atveju.

Lietuvos situacija – ar yra pagrindo nerimauti?

Vis dėlto, džiaugdamiesi mums, Lietuvos gyventojams, likimo padovanota geologiniu požiūriu ramia, hidrogeologiniu požiūriu (turime požemines marias nuostabiai švaraus giluminio vandens) turtinga vieta Žemės planetoje, turime žinoti, kad silpnų, ypatingo dėmesio reikalaujančių gruntų yra ir Lietuvoje, ir aplinkiniuose kraštuose.

Vienas tokių susirūpinimą keliančių gruntų – organinės kilmės nuogulos (durpės, uždurpėję gruntai). Pasakysite, kokia čia bėda: nestatykite ant tokių gruntų, ir bus gerai. Taip anksčiau ir būdavo daroma, kai senovės statytojai suprasdavo, kad turi reikalo su gruntais, kuriuose gausu augalų ir gyvūnų liekanų. Vis dėlto senovėje inžinerinių geologinių tyrinėjimų galimybės būdavo labai ribotos, todėl netgi ir didingi įvairių šalių valdovų rūmai ar puošnios katedros kartais būdavo statomos ant silpnų gruntų, jų tinkamai neparuošus. Dėl to kai kurie istoriniai pastatai pleišėdavo ir pleišėja, jei dar nesutvarkyti, iki šiol.

Toks likimas teko ir mūsų Valdovų rūmams, kurie buvo pastatyti dalinai ant Šventaragio slėnio pelkėtų gruntų. Bočiai žinojo, kad statant pelkėje reikia kalti polius. Jie tą ir darė, bet negalėjo žinoti, kad durpingo grunto sluoksnis storesnis nei jų kalami poliai, kurių didesnė dalis siekė 2 m ilgį. Pastačius masyvias akmens mūro sienas, prasidėjo jų sėdimas, nulėmęs sienų plyšius, posvyrius, kai kuriose vietose gana ryškius skilimus. Juos galime matyti ne tik praeities paveiksluose, bet ir Valdovų rūmų išlikusiuose mūruose, kai aplankome šią svarbią mūsų istorijai vietą.

Trūkstant laisvų sklypų, dabar jau galima statyti ir pelkėse

Šiuolaikinėje statyboje yra inžinerinių geologinių tyrimų metodų, projektavimo patirties, darbų vykdymo technologijų, kad būtų galima statyti net ant silpniausių gruntų, jei tam atėjo laikas. Mat daug kur palankios statybai vietos jau užstatytos. Dabar galima imtis ir silpnų gruntų, praplėsti užstatomų teritorijų ribas. Kaip pavyzdį galima paminėti Karaliaučiuje 2018 metų pasaulio futbolo čempionatui, vykusiame Rusijoje, pelkėje pastatytą naują 35 tūkst. vietų futbolo stadioną, kurio projektas buvo pasiūlytas prancūzų architektų bendrovės „Wilmotte & Associes Sa“. Toje teritorijoje nei vokiečių laikais, nei pokario metais nebuvo ryžtasi ką nors statyti, nes gruntai atrodė labai jau silpni ir nepatikimi.

Dabar geotechninės problemos buvo išspręstos, supylus 1,6 milijono kubinių metrų smėlio, į jį įspraudus tankinimui reikalingas drenas, po stadiono konstrukcijomis įrengus 30 tūkst. gelžbetoninių kaltinių polių, siekiančių 24–28 m gylį. Virš jų po tribūnomis buvo padaryta gelžbetoninė plokštė. Gražus ir talpus stadionas stovi ten, kur dar neseniai atrodė nieko negali būti, išskyrus klampią pelkę.

Kai kurie Valdovų rūmų mediniai poliai ištraukti, kad juos būtų galima parodyti lankytojams. (M. Kaminsko nuotr.)

Kaliningrado stadionas iškilo pelkėtoje saloje. (A. Savino nuotr.)