Palisada zabezpieczająca wykop dla budowy linii tramwajowej w Bydgoszczy

Biorąc do ręki mapę drogową Bydgoszczy lub przeglądając jej elektroniczną wersję np. w Google Maps wyraźnie widać, w centrum miasta, brak dobrego połączenia drogowego oraz tramwajowego pomiędzy drogami DK-25 i DK-5. Od razu pojawia się pytanie, dlaczego tutaj jest taka dziura? Jaki problem lub przeszkoda spowodowały, że infrastruktura komunikacyjna w tym miejscu zatrzymała się na latach 60. ubiegłego wieku. A może nikt przed nami tego nie zauważył? Albo z drugiej strony nie ma żadnego problemu, system komunikacyjny w tym rejonie działa wyśmienicie i jest to po prostu niepotrzebne?

Zagłębiając się w historię tego miejsca widać wyraźnie, że problem istniał i wreszcie udało się go rozwiązać.

Jak czytamy w artykule Stanisława Sitarka pt. „Linia Tramwajowa na ul. Kujawskiej”, (Bydgoszcz 31.01.2019 r.): „Wąska i niebezpieczna ulica Kujawska oraz brak tramwajowego połączenia al. Wojska Polskiego z rondem Bernardyńskim od lat blokowało rozwój układu komunikacyjnego i transportowego Bydgoszczy. Każdego dnia nie tylko ul. Kujawska, ale rondo Bernardyńskie, Toruńska i Zbożowy Rynek były notorycznie blokowane długim sznurem pojazdów, w których tkwiły też autobusy miejskiego przewoźnika. Dlatego na rozbudowę tego układu komunikacyjnego, który zdecydowanie miał poprawić przejazd w tej części miasta wszyscy czekali z wielkim utęsknieniem”.

Warto wiedzieć, że pierwsze plany przebudowy ulicy Kujawskiej i połączenie linią tramwajową południowej skarpy z Zbożowym Rynkiem pojawiły się pod koniec lat 60. ubiegłego wieku. W latach następnych powstało kilka koncepcji, ale za każdym razem z braku dostatecznych funduszy odsuwano tą inwestycję na dalszy plan.

„Koncepcji z prowadzeniem tramwaju ul. Kujawską w dół, począwszy od 1970 roku było wiele. Głównym problemem projektowo-wykonawczym była jednak stromizna zbocza z która należało się zmierzyć. Jeden z ciekawszych pomysłów jaki narodził się w połowie lat 70. było podniesienie ronda Bernardyńskiego o ponad 2 metry aby ruch pojazdów na linii Toruńska – Wały Jagiellońskie skierować tunelem. Tramwaj na linii Bernardyńska – Kujawska miał biec góra. Inna z koncepcji projektantów przewidywała zjazd tramwaju od ul. Wojska Polskiego, łagodnie w wąwozie przez Wzgórze Wolności do ul. Toruńskiej w okolice ul. Ustronie. Tu jednak stał na przeszkodzie Browar Bydgoski i 3 kamienice. W latach 90. powstał projekt przebudowy, który zakładał budowę dwupoziomowego skrzyżowania. Jezdnia z Wałów Jagiellońskich, w stronę ul. Toruńskiej miała „chować się” pod rondem Bernardyńskim, którego poziom od dolnego odcinka ul. Kujawskiej, aż do mostu na Brdzie, miał być podniesiony niemal o 2 metry. Samo rondo Bernardyńskie miało stracić funkcję ronda i stać się skrzyżowaniem”. Każde z tych rozwiązań miało swoje wady i zalety jednak wszystkie zostały zarzucone głównie z powodów wysokich kosztów planowanej inwestycji.

Następna próba rozpoczęcia prac miała miejsce w roku 2004, „kolejny raz rozważano wariant z dwupoziomowym skrzyżowaniem na rondzie Bernardyńskim, gdzie jezdnie ul. Wały Jagiellońskie i Toruńskiej przechodziłyby w tunelu. Projektowano również dobudowanie drugiej nitki ulicy Kujawskiej oraz linii tramwajowej pomiędzy tymi nitkami. Nad ulicą miała przebiegać kładka dla pieszych. Prace miały rozpocząć się w 2007 roku”. Inwestycja jednak kolejny raz nie doszła do skutku.

Dopiero w marcu 2014 roku modernizację ulicy Kujawskiej i budowę linii tramwajowej udało się zgłosić do kontraktu regionalnego. Krótko po tym zlecono opracowanie założeń i projektu budowlanego. Przy realizacji tej inwestycji władze miasta zamierzały skorzystać z dofinansowania UE w ramach Programu Operacyjnego „Infrastruktura i Środowisko” Zintegrowanych Inwestycji Terytorialnych (ZIT). Kiedy dotarły pierwsze założenia natychmiast przystąpiono do konsultacji społecznych.


Jak już wcześniej wspominano największym problemem tego przedsięwzięcia było nachylenie ulicy Kujawskiej, którego kąt – w przypadku komunikacji szynowej – nie powinien być większy niż pięć procent.

Tymczasem nachylenie miejscami osiągało nawet siedem i osiem procent. Dlatego postanowiono obniżyć o ok. dwa metry całe rondo Kujawskie, do którego trzeba było oczywiście dostosować wszystkie ulice do niego dochodzące. Przebudowy wymagało też rondo Bernardyńskie, które miało być poprzecznie nachylone z niewielkim spadkiem w kierunku rzeki Brdy. Linia tramwajowa pomiędzy jezdniami ulicy Kujawskiej miała biec w znacznym obniżeniu w stosunku do jezdni. Takie rozwiązanie wymagało budowy specjalnych konstrukcji oporowych. Oryginalny projekt zakładał wykonanie ściany oporowej w konstrukcji żelbetowej monolitycznej. Ściana pionowa grubości 35 cm, zakończona oczepem. Fundament ściany żelbetowy monolityczny w postaci płyty grubości 45 cm z dwiema ostrogami o łącznej szerokości prawie 3 m.


Rozwiązanie to generowało szereg problemów, które mogły pojawić się podczas prowadzenia prac, między innymi:
• bardzo duży zakres robót ziemnych wzdłuż całej długości ulicy Kujawskiej biorąc pod uwagę miejsce niezbędne na wykonanie płyty pod mur oporowy
• konieczność ograniczenia ruchu i czasowe zamknięcie ulicy Kujawskiej w związku z robotami ziemnymi i zajęciem jezdni na ten czas
• długi czas realizacji robót, konieczność wykonania rozkopów, konstrukcji żelbetowej murów oporowych, zasypywania murów wraz z zagęszczeniem zasypek itp.
• konieczność wykonania dodatkowych robót związanych z zabezpieczeniem wykopu dla potrzeb wykonania murów oporowych tak aby umożliwić ruch samochodowy w sąsiedztwie prowadzonych robót –(brak miejsca na rozkop), należało przewidzieć zabezpieczenie tymczasowe w postaci ścianek szczelnych lub obudowy berlińskiej. Prace te generowałyby dodatkowe koszty i znacznie przedłużyłyby prowadzenie robot.

Reasumując powyższe ograniczenia, wydaje się, że wykonanie muru oporowego generowałoby głównie wysokie koszty robót budowalnych oraz dodatkowe koszty związane z ograniczeniami ruchu i tak już mocno zakorkowanej ulicy Kujawskiej.

W związku z wyżej wymienionymi problemami firma Kormost jako wykonawca prac związanych z murami oporowymi zwróciła się do firmy Keller Polska z prośbą o zaproponowanie rozwiązania zamiennego, które byłoby wolne od wspomnianych wcześniej wad i problemów.

Po wielu konsultacjach i spotkaniach wypracowano nowatorskie rozwiązanie polegające na wykonaniu zabezpieczenia wykopu w technologii mieszanej składającej się z kolumn DSM oraz pali VDW. Pale VDW zaprojektowane są jako elementy nośne obudowy, natomiast kolumny DSM jako elementy wypełniające. Palisada, po wykonaniu oczepu żelbetowego oraz żelbetowej ścianki dociskowej, stanowi trwałe zabezpieczenie wykopu dla realizowanego zadania. Ze względów architektonicznych tj. konieczności wykonania ścianki o specjalnej fakturze, która ma za zadanie ograniczyć rozprzestrzenianie się hałasu nie zdecydowano się na wykonanie palisady całkowicie żelbetowej bez ścianki dociskowej.

1. 

Zaproponowane rozwiązanie pozwoliło na:
• ograniczenie zakresu robót ziemnych jedynie do docelowego zakresu
• brak konieczności dodatkowych prac zabezpieczających wykop
• rezygnację z zasypek
• utrzymanie płynnego ruchu w ulicy Kujawskiej bez konieczności zamknięć
• znaczne skrócenie czasu realizacji robót
• bezpieczne wykonanie wykopu pod trasę tramwajową.

Projekt wykonawczy autorstwa Keller Polska obejmował wykonanie trwałej obudowy wykopu w postaci palisady z kolumn DSM oraz pali VDW. W skład projektu wchodziło:
• ustalenie technologii wykonania zabezpieczenia wykopu
• określenie założeń projektowych i wykonawczych
• określenie zakresu robót
• określenie kolejności prowadzonych robót
• określenie warunków kontroli wykonania
• określenie wytycznych monitoringu.

Obliczenia statyczne wykonano przy pomocy programu GGU Retain przy uwzględnieniu trzech podstawowych sytuacji obliczeniowych:
• sytuacja I – tymczasowa, budowa torowiska, maksymalny wykop
• sytuacja II – docelowa, obciążenie ruchem samochodowym
• sytuacja III – wyjątkowa, uderzenie samochodu w barierkę.

Dodatkowo projekt uwzględniał istniejące i projektowane kolizje ze ścianą oporową. Na podstawie obliczeń statycznych określono wymaganą długość pali i kolumn, stopień zbrojenia pali VDW, maksymalne ugięcia palisady.




Prace na budowie zostały podzielone na dwa etapy tak aby zapewnić ciągłość dojazdu do Centrum Handlowego Zielone Arkady sąsiadującego z budową. W pierwszym etapie wykonano palisadę od ronda Bernardyńskiego do drogi wjazdowej do Galerii, w drugim etapie pozostały zakres prac.

Kolejność prowadzonych prac wyglądała następująco:
1. Wykonanie przekopów kontrolnych, przygotowanie platformy roboczej dla palownicy
2. Wytyczenie osi palisady
3. Wykonanie niezbrojonych kolumn DSM
4. Wykonanie zbrojonych pali VDW pomiędzy kolumnami DSM
5. Skucie kolumn oraz pali do poziomu spodu oczepu żelbetowego
6. Wykonanie oczepu żelbetowego
7. Wykop do poziomu docelowego
8. Wykonanie płyty dennej
9. Wykonanie ścianek dociskowych palisady i połączeni ich z oczepem.

Roboty palowe rozpoczęły się 26 czerwca 2019 r. od wykonania kolumn DSM. Zastosowano system podwójnych kolumn o średnicy 60 cm w rozstawie 55 cm tak aby połączenie było szczelne.
Kolumny DSM stanowiły jedynie element wypełniający pomiędzy nośnymi palami VDW.


DSM to technologia wgłębnego mieszania gruntu na mokro (Deep Soil Mixing), która doprowadza do radykalnego poprawienia właściwości mechanicznych istniejącego podłoża gruntowego, które po wymieszaniu z cementem przybiera formę tzw. cementogruntu. Wgłębne mieszanie gruntu „in situ” (DSM – wet) polega na wprowadzeniu w podłoże mieszadła o specjalnej konstrukcji, składającego się z żerdzi wiertniczej, belek poprzecznych. Wiercenie odbywa się bez wstrząsów i jest wspomagane wypływem zaczynu cementowego z tzw. monitora, znajdującego się na końcu żerdzi wiertniczej. Po osiągnięciu głębokości założonej w projekcie następuje faza formowania kolumn DSM. W tym czasie obracane i podciągane mieszadło zapewnia równomierne wymieszanie zaczynu z gruntem. Skład i ilość pompowanego zaczynu dostosowuje się do wymaganych właściwości cementogruntu.

Po wykonaniu kolumn DSM przystąpiono do wykonywania pali które miały stanowić elementy nośne obudowy wykopu. Wybrano technologię VDW, czyli pali wykonywanych świdrem ciągłym w rurze osłonowej.
Zastosowanie rury osłonowej ma na celu zapewnienie większej dokładności wykonania w warunkach kolizji z pozostałościami fundamentów i gruzu ceglanego oraz uzyskania odpowiedniego zacięcia pali. Głowica hydrauliczna umożliwia ruch świdra w stosunku do rury osłonowej co zapewnia możliwość sterowaniem świdra (wsuwanie lub wysuwanie z rury osłonowej) podczas przewiercania przeszkód.

Wiercenie i betonowanie następuje w dwóch oddzielnych fazach, które następują bezpośrednio po sobie. Pale wykonuje się za pomocą wiertnicy, która podtrzymuje świder oraz umożliwia przyłożenie pionowego nacisku w czasie wiercenia. Podczas wiercenia wnętrze świdra wypełnia się betonem i utrzymuje lekkie ciśnienie betonu w celu zapobieżenia penetracji gruntu i wody do wnętrza świdra. Po osiągnięciu projektowanej głębokości następuje faza stopniowego podciągania świdra i betonowania trzonu pala pod ciśnieniem. Ostatnim etapem wykonania pala jest wprowadzenie kosza zbrojeniowego.


Dzięki zastosowaniu technologii pali VDW pozbyto się problemu z możliwymi kolizjami w podłożu, które powodowały by znaczne odchyłki w wykonaniu pali. Sytuacje na budowie oraz kontekst historyczny miejsca prac, pokazał, że takich kolizji było bardzo dużo. Wykonanie zwykłych pali CFA w takich warunkach byłoby bardzo problematyczne.

Fot. 3. Widoczne pozostałości po kolizjach

Całość robót palowych wykonano w dwóch etapach. Etap 1 od 27.06.2019 do 26.07.2019, a etap 2 od 25.11.2019 do 12.12.2019.

Łącznie wykonano:
- 944 sztuki kolumn DSM o łącznej długości około 4800 mb,
- 434 sztuk pali VDW o łącznej długości około 3500 mb.
Wartość te składają się na 720 mb muru oporowego.
Zużyto:
• około 500 ton cementu do wykonania kolumn DSM
• prawie 2 tys. m3 betonu i 66 ton stali do wykonania pali VDW.


Pisząc ten artykuł w listopadzie 2020 r. wiemy już, że przedmiotowa inwestycja dobiega końca i odbyły się już próbne przejazdy tramwajów po nowym torowisku. Ponad 50-letnia epopeja z przebudową układu komunikacyjnego pomiędzy rondami Bernardyńskim a Kujawskim powoli zamyka ostatni rozdział, a finał powinien być pomyślny dla mieszkańców Bydgoszczy. Mamy nadzieję, że nowe rozwiązania usprawnią komunikację w tym rejonie miasta i cieszymy się, że firma Keller miała swój udział w realizacji jakże ciekawej inwestycji. Szczególnie dumni jesteśmy z faktu, iż udało nam się zastosować rozwiązanie skrojone na miarę i idealnie dostosowane do potrzeb prowadzonych robót, a zarazem pewne i bezpieczne. To wszystko osiągnęliśmy dzięki zaangażowaniu i dobrej współpracy pomiędzy Generalnym Wykonawcą, a naszymi inżynierami. Właśnie w indywidualnym podejściu do klienta i umiejętności wdrożenia nowatorskich rozwiązań tkwi siła Keller Polska - „Globalny zasięg, lokalny partner”.

Tekst i zdjęcia: Keller Polska