XIII Konferencja Naukowa - Korbielów' 2001
"Metody Komputerowe w Projektowaniu i Analizie Konstrukcji Hydrotechnicznych"
Posadowienie budynku hotelu HYATT w Warszawie -
monitoring
Paweł Sorbjan 1
Zdzisław Skutnik 2
Wojciech Wolski 3
1. WST
P
Realizacja opisanej w referacie [1] części podziemnej budynku wymagała starannego
monitoringu podczas budowy oraz w pierwszym, krytycznym dla każdej budowli okresie
eksploatacji. Pomiary pozwoliły również na weryfikację wyznaczonych różnymi
technikami badawczymi parametrów geotechnicznych oraz przyjętych metod
obliczeniowych.
Monitoringiem geotechnicznym objęte były:
-ð zwierciadÅ‚a wód gruntowych na różnych poziomach (pomiary przed, w trakcie i po
zakończeniu budowy),
-ð deformacje Å›cian szczelinowych w trakcie gÅ‚Ä™bienia wykopu,
-ð zachowanie siÄ™ podÅ‚oża pod pÅ‚ytÄ… dennÄ….
Monitoring poszczególnych elementów został zrealizowany przy wykorzystaniu
następujących urządzeń:
-ð piezometrów otwartych oraz Cassagrande a (poziomy wody gruntowej i ciÅ›nienia
wody w porach),
-ð inklinometrów (deformacje poziome Å›cian szczelinowych),
-ð reperów wgÅ‚Ä™bnych (monitorowanie pÄ™cznienia iłów pod pÅ‚ytÄ… dennÄ…),
-ð przetworników nacisków caÅ‚kowitych (monitorowanie nacisku pÄ™czniejÄ…cych iłów na
płytę denną),
-ð piezometrów Cassagrande a pod pÅ‚ytÄ… dennÄ… (monitoring ciÅ›nienia wody w porach w
iłach trzeciorzędowych).
2. ROZMIESZCZENIE APARATURY POMIAROWEJ
Piezometry instalowane przed rozpoczęciem budowy hotelu rozmieszczono wzdłuż ulicy
Spacerowej z uwagi na obserwowane tam podczas badań geotechnicznych zaburzenia w
warstwie iłów trzeciorzędowych. Piezometry zlokalizowano poza obrysem budynku, co
pozwoliło na ciągłe pomiary zwierciadła wody gruntowej niezależnie od prowadzonych
robót budowlanych. Lokalizację piezometrów przedstawiono na Rys. 1.
1
Mgr inż., Geoteko, Projekty i Konsultacje Geotechniczne Sp. z o.o, Warszawa
2
Mgr inż., Wydział Inżynierii i Kształtowania Środowiska, SGGW Warszawa
3
Prof. dr hab. inż., Geoteko, Projekty i Konsultacje Geotechniczne Sp. z o.o, Warszawa
P5
P6
P1
P2
P3/P4
Rys. 1 Lokalizacja piezometrów wykonanych przed rozpoczęciem budowy
Kolejna grupę urządzeń pomiarowych stanowiły inklinometry umieszczone w ścianach
szczelinowych. Celem pomiarów inklinometrycznych było dokładne określenie deformacji
poziomych ścian szczelinowych w pięciu profilach zlokalizowanych w połowie rozpiętości
każdej ściany (Rys. 2)
Rys. 2 Lokalizacja inklinometrów umieszczonych w ścianach szczelinowych
W ostatniej grupie zainstalowano aparaturę pod płytą denną budynku. Aparaturę
zlokalizowano w trzech  węzłach , których lokalizację pokazano na Rys. 3. W każdym z
węzłów umieszczono po dwa piezometry Cassagrande a, dwa repery wgłębne i czujnik
nacisków całkowitych (Rys. 4).
Rys. 3 Lokalizacja aparatury pomiarowej pod płytą denną budynku
PA
YTA DENNA
STYROPIAN
PIASEK
GEOWA
ÓKNINA
KABEL
1.5 ¸ð ð2.0 m
PODA
OŻE GRUNTOWE (IA
)
uszczelnienie bentonitem
P 11
P 12
filtr piaskowy
Rys. 4 Schemat rozmieszczenia aparatury pod płytą denną budynku
3. CHARAKTERYSTYKA ZASTOSOWANYCH URZ
DZEC

POMIAROWYCH
Ponieważ niektóre z zastosowanych urządzeń pomiarowych nie są powszechnie
wykorzystywane w budownictwie, poniżej przedstawiono ich opis i krótkie charakterystyki
techniczne.
Inklinometr
Inklinometr jest urządzeniem służącym do pomiaru przemieszczeń poziomych. Pomiar
wykonywany jest w kolumnie specjalnych rur wykonanych z ABS. Rury posiadajÄ…
specjalne rowki rozmieszczone co 90º sÅ‚użące do prowadzenia sondy (Rys. 6). Rury
łączone są za pomocą muf i nitów zrywalnych.
Rys. 5 Przekroje rur inklinometrycznych z ABS
Rys. 6 Zestaw urządzeń do pomiarów inklinmetrycznych
Zastosowana sonda typu S200SV wyposażona jest w dwa serwoakcelerometryczne
przetworniki wychyleń kątowych. Do odczytywania służy rejestrator przenośny C800U
wyposażony w 64 K pamięci RAM. Podstawowe dane techniczne urządzenia zestawiono w
Tabeli 1.
Tabela 1. Dane techniczne zastosowanego inklinometru
Zakres pomiarowy Ä…30º
Typ Sonda dwuosiowa
Nieliniowość i histereza 0.02% zakresu pomiarowego
Powtarzalność 0.01% zakresu pomiarowego
Zakres kompensacji temperaturowej Od 0º C do + 50º C
Materiał Stal nierdzewna
Åšrednica 28 mm
Rozstaw rolek prowadzÄ…cych 500 mm
Przetworniki nacisków całkowitych
Przetworniki nacisków całkowitych typu L140 zainstalowano pod płytą denną w celu
mierzenia parcia pęczniejącego gruntu na konstrukcję. Urządzenie składa się z płaskiej
puszki wypełnionej olejem i elektrycznego przetwornika ciśnienia.
Rys. 7 Przetwornik nacisków całkowitych
Tabela 2. Dane techniczne zastosowanych przetworników nacisków całkowitych
Zakres pomiarowy 500 kPa
Nieliniowość i histereza 0.2% zakresu pomiarowego
Powtarzalność 0.1% zakresu pomiarowego
Zakres kompensacji temperaturowej Od 0º C do + 50º C
Materiał Stal nierdzewna
Średnica części pomiarowej 230 mm
4. INSTALACJA APARATURY
Instalacja aparatury prowadzona była sukcesywnie w miarę postępu robót. Piezometry
zlokalizowane poza obrysem fundamentu hotelu wykonano przed rozpoczęciem robót
fundamentowych, głównie podczas opracowywania dokumentacji geotechnicznej.
Inklinometry instalowano sukcesywnie, w miarę wykonywania poszczególnych sekcji
ściany szczelinowej. Kolumny rur inklinometrycznych przytwierdzano do klatek zbrojenia
za pomocą taśmy adhezyjnej zbrojonej włóknem szklanym. Po wprowadzeniu klatek
zbrojenia do szczeliny, rurÄ™ inklinometru zalewano wodÄ… w celu redukcji parcia zawiesiny
i betonu oraz redukcji sił wyporu. Po związaniu betonu wykonywano pomiar zerowy
mający na celu określenie początkowego kształtu rury.
Aparaturę pod płytą denną instalowano w dwóch etapach. W pierwszym, realizowanym
przed wykonaniem płyty dennej instalowano czujniki nacisków całkowitych. Czujniki
parcia instalowano układając je bezpośrednio na wyrównanej warstwie iłów
trzeciorzędowych, na styku z warstwą piasku (Rys. 4). Jednocześnie z instalacją
przetworników nacisków całkowitych przygotowano szalowania drewniane dla dwóch
otworów w płycie dennej, w których instalowano repery wgłębne i piezometry już po
wylaniu płyty. Piezometry instalowano w otworach wierconych z poziomu płyty dennej,
natomiast repery wgłębne (spiralne) wkręcano bezpośrednio w podłoże ilaste.
5. WYNIKI POMIARÓW
Poniżej przedstawiono wybrane wyniki pomiarów przeprowadzonych w trakcie budowy
obiektu. Część z nich była wykonywana tylko podczas budowy (np. pomiary
inklinometrów), a niektóre są nadal kontynuowane (aparatura pod płytą denną).
Piezometry
Pomiary poziomów wody w sieci piezometrów wykonywano zarówno przed jak i w trakcie
budowy. Wyniki pomiarów przedstawiono na Rys. 8.
Pomiary piezometryczne/ Piezometer readings
12
11
10
9
8
+
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-11
-12
-13
-14
Data pomiaru/ Date of measarument
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Rys. 8 Wyniki pomiarów piezometrów zlokalizowanych poza obrysem budynku
Na wykresie widoczne są zaburzenia ciśnienia wody w porach w głębszych warstwach
podłoża ilastego spowodowane wykonaniem ścian szczelinowych i robotami ziemnymi. W
lecie 2000 wykonano również pomiary polegające na spompowaniu wody z piezometrów i
obserwacji ustalania się zwierciadła wody w czasie.
Charakterystyczne jest wyższe ciśnienie porowe występujące w głębszych warstwach
podłoża. Ciśnienia te zostały uwzględnione w analizie statycznej ścian szczelinowych.
Inklinometry
Pomiary inklinometrów rozpoczęto wraz z początkiem robót ziemnych. Pomiary
wykonywano bezpośrednio przed rozpoczęciem kopania każdego etapu i po jego
zakończeniu (przed wylaniem stropów). Wszystkie pomiary wykonywano metodą  od
dołu , tzn. traktowano dolne zakończenie inklinometru jako punkt stały (Rys. 9). W
świetle przeprowadzonych analiz numerycznych [2] takie podejście było nieprawidłowe,
jednak zostało ono wymuszone względami technicznymi (prace budowlane na wieńcu
ściany szczelinowej i związane z tym przebudowy inklinometrów). Pomimo takiego
sposobu prowadzenia pomiarów otrzymano wyniki w znacznym stopniu pokrywające się z
wynikami przeprowadzonych analiz numerycznych. Dotyczy to zarówno wielkości
deformacji (około 2.5 do 3 cm), jak i ich układu w profilu ściany szczelinowej.
Rzędna [m n.p. "0 "W.]/
Elevation [m above "0" of Vistula]
1998-12-21
1999-01-20
1999-02-19
1999-03-21
1999-04-20
1999-05-20
1999-06-19
1999-07-19
1999-08-18
1999-09-17
1999-10-17
1999-11-16
1999-12-16
2000-01-15
2000-02-14
2000-03-15
2000-04-14
2000-05-14
2000-06-13
2000-07-13
2000-08-12
2000-09-11
2000-10-11
2000-11-10
Rys. 9 Wyniki pomiarów inklinometru nr 1
Aparatura pod płytą denną
Jak już wspominano pod płytą denną zainstalowano piezometry Cassagrande a, repery
wgłębna i czujniki nacisków całkowitych. Urządzenia zgrupowano w trzech  węzłach
pomiarowych regularnie rozmieszczonych pod płytą denną budynku.
W chwili pisania niniejszego referatu aparatura ta nie wskazywała na występowanie
istotnych zmian zachodzących w podłożu budynku. Tym niemniej obserwacje i pomiary
będą kontynuowane przez minimum 1 rok od czasu instalacji aparatury.
-16.35
strop iłów - rzędna -16.35 m n. "0"budynku
-16.85
-17.35
P1
-17.85
1
-18.35
P1
2
-18.85
piez. suchy
P2
1
-19.35
P2
-19.85 2
P3
-20.35
1
piez. suchy
P3
rzędne instalacji
-20.85
2
filtrów piezometrów
-21.35
-21.85
-22.35
00-09-11 00-10-11 00-11-10 00-12-10 01-01-09 01-02-08 01-03-10 01-04-09
Data pomiaru
Rys. 10 Wyniki pomiarów piezometrów pod płytą denną
12
11.9
GA

BOKOÅšCI INSTALACJI
KOTWIC REPERÓW WGA

BNYCH
10 Rpg 11 - 1.5m p. stropu iłów
Rpg 11
9.7
Rpg 12 - 2.5m p. stropu iłów
Rpg 21 - 1.0m p. stropu iłów
8.7 8.7 8.7
Rpg 22 - 2.7m p. stropu iłów
Rpg 12
8
7.9
Rpg 31 - 1.0m p. stropu iłów
7.3
Rpg 32 - 3.7m p. stropu iłów
7
6.9
Rpg 21
6.5 6.5 6.5 6.5
6.3 6.3
6
5.8
5.3
5.2
Rpg 22
4.8 4.8
4.4 4.4 4.4 4.4
4
Rpg 31
2
Rpg 32
0
0
0
0
0
0
0
00-09-11 00-10-11 00-11-10 00-12-10 01-01-09 01-02-08 01-03-10 01-04-09
Data pomiaru
Rys. 11 Wyniki pomiarów reperów wgłębnych pod płytą denną
Rzędna [m n. "0" budynku]
(wart. dodatnia -wznoszenie)
Przemieszczenie pionowe [mm]
50
45
40
36.56
35
34.71
33
30.97
EP-1
30
27.80
26.80
25.8
25 25.26
24.49
23.54
EP-2
21
20
15
EP-3
10
9.98
8
5
0
00-08-12 00-09-11 00-10-11 00-11-10 00-12-10 01-01-09 01-02-08 01-03-10 01-04-09
Data pomiaru
Rys. 12 Wyniki pomiarów przetworników nacisków całkowitych zainstalowanych pod
płytą denną
6. WNIOSKI
żð Konstrukcja budynku oraz stopieÅ„ zÅ‚ożonoÅ›ci warunków gruntowych wymuszajÄ…
zastosowanie podczas budowy monitoringu wykraczajÄ…cego ponad typowe
rozwiązania stosowane w budownictwie ogólnym.
żð Monitoring deformacji Å›cian szczelinowych podczas budowy prowadzony byÅ‚
jednocześnie z wykonywaniem uzupełniających obliczeń statycznych (metoda
obserwacyjna).
żð Wyniki pomiarów prowadzonych w trakcie gÅ‚Ä™bienia wykopu potwierdziÅ‚y
prawidłowy dobór parametrów geotechnicznych do analiz statycznych. Wykazały
również, że zastosowane metody obliczeniowe a w szczególności MES, były
prawidłowe.
żð Podczas projektowania i wykonawstwa obiektów budowlanych w trudnych warunkach
(skomplikowana budowa podłoża, sąsiedztwo istniejących budynków, głębokie
wykopy itp.) nie można opierać się na typowych oszacowaniach parametrów oraz
normowych metodach obliczeń statycznych. Metody niestandardowe wymuszają
rozbudowÄ™ sieci monitoringu
Nacisk całkowity [kPa]
7. LITERATURA
[1] Skutnik Z., Wolski W. Fürstenberg A. Posadowienie budynku hotelu HYATT w
Warszawie - Badania geotechniczne i ich wpływ na przyjęte rozwiązania.
Korbielów 2001
[2] Truty A., Urbański A. Posadowienie budynku hotelu HYATT w Warszawie 
Numeryczna weryfikacja przyjętych rozwiązań. Korbielów 2001
STRESZCZENIE
Budowa budynków z głęboką częścią podziemną przeznaczoną na parkingi stała się
koniecznością w centrach dużych miast. W Warszawie takie obiekty często posadawiane
są na iłach trzeciorzędowych, charakteryzujących się stosunkowo niskimi parametrami
wytrzymałościowymi i odkształceniowymi oraz przede wszystkim ekspansywnością.
Dodatkowym czynnikiem utrudniajÄ…cym projektowanie i wykonawstwo sÄ… skomplikowane
warunki hydrogeologiczne i często występowanie podwyższonego ciśnienia wody w
porach.
Do obliczeń projektowych głębokich posadowień w takich warunkach gruntowych metody
normowe powinny być wspierane modelowaniem numerycznym. Jednak z uwagi na
stopień skomplikowania zarówno warunków geotechnicznych jak i charakteru pracy
konstrukcji (ściany szczelinowe, pale) bardzo trudne jest jednoznaczne oszacowanie
parametrów gruntowych. Dlatego też przy tego typu skomplikowanych warunkach bardzo
ważną rolę odgrywa ciągły monitoring wznoszonego obiektu.
W artykule przedstawiono zastosowany podczas budowy hotelu Hyatt w Warszawie system
monitorowania części podziemnej budynku oraz podłoża gruntowego w jego najbliższym
otoczeniu. Przedstawiono zastosowane urządzenia pomiarowe wraz z przykładowymi
wynikami pomiarów.