Badanie pionowości i osiadania budynków i budowli
Kontrola wychyleń ścian, szybów, kominów
Artykuł publikowany w Roczniku INVESTOR [4] 2020
Odchylenia, przemieszczenia i odkształcenia mogą dotyczyć ścian budynku, słupów, szybów windowych, kominów, masztów widokowych, latarni morskich, kominów ale także różnego rodzaju mostów, wiaduktów, masztów stalowych: radiowych, telewizyjnych, sieci komórkowych, czy oświetleniowych. Powyższe pokazuje, że dotyczy to przede wszystkim obiektów wysmukłych, czyli takich których wysokość przewyższa pięciokrotne szerokość. Jednak pomiar osiadania, analiz spękań jest również wpisany w proces budowy bardzo wysokich budynków, gdzie analizom podlega sąsiednie otoczenie. Dla jakich budynków i budowli wykonuje się pomiary odchyleń i przemieszczeń i pionowości? Kiedy wykonywać kontrole pionowe? Jakiego standardu opracowania oczekiwać?
Po co wykonuje się badania pionowości?
Pomiary pionowości możemy podzielić na trzy etapy: etap w trakcie realizacji obiektu, etap po zakończeniu budowy oraz etap eksploatacji obiektu. Pierwszy wykonuje się w celu kontroli inwestycji, sprawdzenia czy są zachowane parametry projektowe. Jest to kontrolny pomiar geodezyjny, który ma na celu uzyskanie informacji o geometrii i osiowości obiektu. Sprawdzeniu, w przypadku obiektów kubaturowych, najczęściej podlegają ściany oraz słupy budynku, a w przypadku np. mostów czy wiaduktów filary oraz przyczółki. Po wybudowaniu obiektu, dokonujemy kontroli pionowości jako pomiaru wyjściowego dla dalszych badań, których będziemy dokonywać w trakcie użytkowania obiektu, np. kominu czy masztu lub sprawdzamy obiekt przed jego dalszą eksploatacją, np. szacht windowy, którego geometrię kontrujemy w celu umieszczenia elementów dźwigu windowego. Trzeci etap pojawi się, gdy dochodzi do kontroli pionowości eksploatowanych obiektów wysmukłych na skutek: starzenia się materiałów konstrukcyjnych, z biegiem czasu, gdy dochodzi do zmniejszenia naprężenia w ciałach fizycznych, działania szkodliwych związków chemicznych na konstrukcję, oddziaływania czynników atmosferycznych. Zaliczamy do nich parcie wiatru czy nierównomierne nasłonecznienie, odkształcenia się podłoża, ciężaru własnego budowli, występowania drgań (spowodowanych urządzeniami zainstalowanymi na obiekcie, drganiami zewnętrznymi: pociągi, maszyny zewnętrzne, itp. czy np. ruchami własnymi ziemi. W Warszawie to właśnie drgania, spowodowane przez „rozrastające się” linie metra mają coraz większy wpływ na konstrukcje budynków.
Wykonywaliśmy już monitoring obiektów, badając przemieszczenia pionowe jak i poziome, w trakcie budowy metra warszawskiego, gdzie na okolicznych budynkach mieszkalnych pojawiały się spękania i odchylenia, które zagrażały bezpieczeństwu osób i mienia.
Taki pomiar często jest wymogiem okresowych badań obiektu, np.: tuneli, wiaduktów, mostów, ścian oporowych czy innych budowli, gdzie jest duże natężenie ruchu ulicznego, a bezpieczeństwo odgrywa znaczącą rolę. Badanie pionowości wykonuje się jednorazowo, np. do celów rozbudowy, przebudowy obiektu w celu kontroli pionowości ściany, do której „doklejany” będzie inny budynek lub będzie dostawiana winda. Badanie wykonuje się w ustalonych okresach czasowych, aby porównać wpływ budowy na kontrolowany obiekt (np. prowadzenia głębokich wykopów, prac odwodnieniowych, obciążenia gruntu ciężarem własnym budynku). W wyniku przeprowadzanych pomiarów w różnych interwałach czasowych można dostrzec ewentualne różnice odchyleń w odniesieniu do poprzednich sesji kontrolnych. Kontrola dotycząca pionowości ścian oraz analiza wyników z przeprowadzonych pomiarów wykazuje wartość i kierunek wychylenia ścian budynku oraz pozwala określić zagrożenie dla konstrukcji budowli.
Pomiar pionowości szybu windowego
Jeden z inwestorów po wybudowaniu biurowca nie mógł umieścić dźwigu windowego w szybie, bo otwory w poszczególnych kondygnacjach nie trafiały w siebie. Koszty i czas przewidziane na kucie stropów i ścian oraz ponowna ich budowa są nieporównywalne do kosztów i czasu kontroli tych prac na etapie budowy.Dlatego obiektami poddawanymi kontroli są między innymi szyby windowe. Pomiaru pionowości szybu windowegodokonuje się najczęściej w ostatnim etapie budowy w celu sprawdzenia możliwości umiejscowienia elementów dźwigu windowego w zrealizowanym szybie.
Często przyjmuje się, że dopuszczalna odchyłka od linii pionu wynosi 2cm. Przekroczenie tej wartości niestety przeważnie skutkuje kuciem ścian żelbetowych. Odpowiednio dokonany i zilustrowany pomiar pokazujący geometrię szybu na określonych wysokościach, obrazujący płaskość ścian względem teoretycznego modelu pozwala dosyć dokładnie wskazać miejsca odchyłek, co oznacza skrócenie czasu kucia ścian co wiąże się z oszczędnościami finansowymi. Pomiar pionowości szybów windowych jest czynnością stałą dla budynków posiadających dźwigi. Szczególnie istotne jest to w świetle regulacji prawnych i resursu dźwigów – więcej w artykule „Resurs dźwigów. Nowe regulacje prawne”.
Pomiar pionowości wysokich masztów i wież
Kolejny rodzaj kontroli elementów wysmukłych obejmuje pomiar pionowości wysokich masztów oświetleniowych. Brak pionowości i działanie zewnętrznych czynników ma bezpośrednio przełożenie na skrócenie żywotności tych obiektów, których wysokość często wynosi od 20m do nawet 35m. Poza tym odchylenie osi geometrycznej słupa od jego osi teoretycznej ma również wpływ na nierównomierne oświetlenie np. torów wyścigowych, to zaś ma wpływ na koncentrację i zmęczenie oczu zawodników. Bardzo ważna jest kontrola pionowości słupów budynków przemysłowych szczególnie gdy budynki budowane są z prefabrykatów. Kontrole wykonuje się w trakcie budowy oraz po jej zakończeniu. Błędnie ustawione słupy, spowodują problemy przy montażu już gotowych elementów konstrukcyjnych, które powstają nie na budowie tylko w fabrykach i mają określone parametry, zgodne z projektem. Wszelkie zmiany wpływające na pionowość elementów będą mieć wpływ na solidność konstrukcji takiego budynku przemysłowego. W grupie obiektów wysmukłych elementami poddawanymi kontroli są też słupy linii energetycznych, wieże stalowe, maszty antenowe, maszty farm wiatracznych, nadajniki, wieże i inne konstrukcje stalowe czy betonowe. Czasami są to pojedyncze inwestycje, a czasami stanowią one uzupełnienie kompleksów budynków. Jest też pomiar pionowości wież o budowie szkieletowej. Polega na kontroli stanu technicznego, wychylenia osi pionu, geometrii całej konstrukcji i co też jest bardzo ważne, na weryfikacji skręcania wieży wokół własnej osi. W przypadku takich konstrukcji oprócz pomiarów pionowych wykonuje się również pomiary poziome na stałych płaszczyznach konstrukcji wieży.
Metody pomiaru pionowości
W zależności od charakteru obiektu pomiar wykonuje się różnymi metodami, np.:
– poprzez rzutowanie krawędzi badanego obiektu na łatę poziomą ustawiona przy kominie lub maszcie;
– poprzez pomiary wykorzystujące ustawienie dwóch teodolitów na prostych prostopadłych do siebie, gdzie badany obiekt znajduje się w miejscu przecięcia linii;
– wykorzystując pionownik optyczny wraz z przymiarem składanym;
– tachimetry bezlustrowe umożliwiające założenie bazy pomiarowej na dole badanego obiektu, następnie względem której określa się wychylenie badanej płaszczyzny.
Obecnie wraz z rozwojem technik pomiarowych do pomiaru pionowości, a zarazem i płaskości ścian można wykorzystać skaning laserowy 3D. Nałożenie na model np. szachtu lub zbiornika pomierzonej chmury punktów, pozwala dosyć dokładnie wskazać miejsca deformacji, wykorzystując do tego mapy hipsometryczne. Oczywiście rodzaj instrumentu oraz metodę pomiaru należy dobrać odpowiednio do wymaganych dokładności, parametrów mierzonego obiektu czy samego zamówienia, ponieważ sama kontrola pionowości może być tylko składową większego zlecenia, w którym oprócz kontroli wychylenia będzie potrzebne wyznaczenie skręcenia, osiowości czy wspomnianą płaskość obiektu. Nie bez znaczenia jest również cena i czas realizacji takich prac, co również wpływa na wybór metody pomiaru pionowości. Najczęściej na budynku przyjmuje się siatkę pomiarową lub linie pionowe pomiaru i markuje się punkty, które podlegają pomiarowi. Mogą to być charakterystyczne elementy elewacji budynku albo elementy, które ulegają zniszczeniu i zależy nam na ich obserwacji. Te drugie jednak w przypadku zniszczenia można łatwo stracić. Dlatego warto markować punkty własne, np. poprzez tarcze celownicze. Jest to zasadne, gdy brakuje stałych, pewnych punktów na budynku. Duży wpływ na dokładność pomiaru ma ilość kontrolowanych punktów – im bardziej gęsta siatka tym bardziej dokładny pomiar. Czasami ze względu na chęć zaoszczędzenia pieniędzy zamawiający zmniejszają ilość punktów pomiarowych. W zależności od metody dany punkt może być mierzony z jednego lub kilku stanowisk. Z jednej strony wpływa to korzystnie na dokładność pomiaru ale z drugiej strony wydłuża czas prac i przekłada się na cenę. W trudno dostępnych miejscach można stosować konstrukcje tymczasowe, na które nanosi się zamarkowane punkty, do których odnosi się pomiar. Jednak na takie zabiegi wymagana jest zgoda właściciela budynku, a w przypadku wieloletnich i obszernych konstrukcji, gdzie ingerujemy w elewację nawet zgoda odpowiedniego urzędu.
Niniejszy artykuł jest chroniony prawem autorskim. Zabrania się jego kopiowania i cytowania bez podania źródła i autora. W przypadku zawinionego naruszenia praw autorskich sprawca będzie zobowiązany do naprawienia wyrządzonej szkody poprzez zapłatę sumy pieniężnej w wysokości odpowiadającej trzykrotności stosownego wynagrodzenia, które w chwili jego dochodzenia byłoby należne tytułem udzielenia przez uprawnionego zgody na korzystanie z utworu.
Autor artykułu
Filip Ryczywolski
GEODETIC Board Member, Measurement Technology Manager, Team Head
www.geodetic.co
Doradca rynku nieruchomości komercyjnych i mieszkaniowych w zakresie due diligence, pomiarów powierzchni, geodezji prawnej i standardowej, inwentaryzacji architektonicznych, pomiarów dronami, skaningu i innych technologii w nieruchomościach. Geodeta, wieloletni praktyk w opracowywaniu dokumentacji geodezyjnej w różnym zakresie oraz bardzo dobry specjalista w zakresie pomiarów powierzchni do celów podatkowych i do celów najmu. Zna wszystkie 14 norm pomiaru powierzchni. Odpowiada za kontakty z klientami indywidualnymi, korporacyjnymi oraz instytucjonalnymi. Doświadczenie w tym zakresie zdobywał, jako założyciel Mazowieckiej Grupy Geodezyjno-Projektowej. Jest autorem merytorycznych treści związanych z procesami inwestycyjnymi rynku nieruchomości, które umieszczane są w Roczniku Geodetic „INVESTOR Real Estate Expert”, Gazecie MSP, książce „1000 błędów inwestorskich nieruchomości komercyjnych i mieszkaniowych”. Jest prelegentem wydarzeń organizowanych przez Polish Geodetic Group dla asset-, property-, lease-, project-managerów, deweloperów, radców prawnych, architektów, inwestorów, przedstawicieli funduszy inwestycyjnych i pośredników nieruchomości. Za realizowane projekty wspólnie z zespołem otrzymał liczne Referencje i Podziękowania.
Jest współautorem i wydawcą Rocznika Geodetic „INVESTOR Real Estate Expert”, gdzie wraz z Ekspertami rynku nieruchomości poruszane są kwestie z zakresu Due Diligence nieruchomości, BIM, Facility Management, Geodezji, Architektury, Geologii, Geotechniki, Prawa nieruchomości i innych tematów. Współautor książki „1000 błędów inwestorskich nieruchomości komercyjnych i mieszkaniowych”. Od 2009 r. artykuły zespołu Geodetic ukazują się w czasopismach: C.H. Beck Nieruchomości, Real Estate Manager, Magazyn Galerie Handlowe, Magazyn BUILD, Magazyn ESTATE, Wiedza i Praktyka, Gazeta Finansowa, Gazeta MSP, Kapitał Polski, Krakowski Rynek Nieruchomości, E-biurowce, Clean Industry, Gazeta Wyborcza, CEO World Magazine, Fakty, Przegląd Geodezyjny, Obcasy, T4B-Technology for Business, Businesswomen & life, Warsaw Business Journal, Fakty, Gazeta Wyborcza, Rzeczpospolita i in.
Firma Geodetic otrzymała wiele nagród i nominacji a w samym 2019 r. została doceniona w następujących konkursach:
- Nagroda Magazynu BUILD w konkursie “2019 BUILD Real Estate and Property Awards” w kategorii „Best Real Estate Consultancy – Warsaw”
- Nominacja przez EuropaProperty.com w konkursie “9th Annual CEE Investment Awards” w kategorii Professional Service Provider
- Nagroda Magazynu Busineswomen&Life „X. edycji konkursu Polish Businesswomen Awards”– Monika Hołub otrzymuje nagrodę w kategorii „Charyzmatyczna osobowość w branży nieruchomości”
- Nagroda Gazety finansowej „Perły Polskiego Biznesu – Monika Hołub wśród 25 najbardziej przedsiębiorczych kobiet w biznesie„
- Nominacja przez Magazyn CEO WORLD w konkursie „Top Polish Brands. Zwykli niezwykli – historie biznesowe polskich marek.”
Absolwent: Politechniki Warszawskiej Wydziału Geodezja i Kartografia, Specjalizacja Kataster i Gospodarka Nieruchomościami – uzyskany tytuł: magister inżynier.
