Budowa na terenach poprzemysłowych - wybrane problemy geotechniczne

Ograniczona dostępność gruntów budowlanych przy utrzymującym się wysokim popycie na mieszkania skłania deweloperów do zwiększania intensywności zabudowy i podejmowania aktywności w często zaskakujących, trudniejszych lokalizacjach. W niezagospodarowanych działkach oraz opuszczonych budynkach drzemie zarówno potencjał rozwoju, jak i ryzyko nieprzewidzianych problemów.

Spis treści

1. Ryzyko zanieczyszczenia gruntów na terenach poprzemysłowych
2. Niestabilność gruntów
3. Naruszenie stosunków wodnych
4. Kolizje podziemne
5. Ryzyko niewybuchów
6. Szkody górnicze po płytkiej eksploatacji głębinowej
7. Szkody środowiskowe na terenach starych gazowni
8. Podsumowanie

Ryzyko zanieczyszczenia gruntów na terenach poprzemysłowych

Przed zakupem działki na obszarach poprzemysłowych adaptowanych na potrzeby mieszkaniowe deweloper powinien zwrócić uwagę na podwyższone ryzyko występowania zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym danego terenu. Zgodnie z art. 3 ust. 3 pkt 19 ustawy o odpadach „posiadaczem odpadów” jest ich wytwórca lub osoba fizyczna, osoba prawna oraz jednostka organizacyjna niemająca osobowości prawnej, będąca w posiadaniu odpadów. Przepis ten ustanawia domniemanie, wedle którego władający powierzchnią ziemi jest posiadaczem znajdujących się na niej odpadów. W takim przypadku racjonalnym rozwiązaniem jest wykonanie badań środowiskowych na zawartość substancji szkodliwych. Jeżeli wyniki poświadczą, że ich ilość w gruncie przekracza normy prawne, a teren inwestycyjny obciążony jest związkami chemicznymi, wówczas właściciel będzie zobowiązany do wykonania tzw. remediacji, czyli – według definicji polskiego prawa ochrony środowiska – procesu polegającego na usunięciu lub zmniejszeniu ilości substancji powodujących ryzyko, ich kontrolowaniu oraz ograniczaniu rozprzestrzeniania się, tak aby teren zanieczyszczony przestał stwarzać zagrożenie dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska. Zaniechanie odpowiednich środków bezpieczeństwa może wiązać się z konsekwencjami prawnymi, finansowymi, ale także roszczeniami ze strony klientów, którzy nabyli mieszkania na zanieczyszczonej historycznie działce.

Zobacz też:

• Zanieczyszczenie ziemi i remediacja gruntów. Co mówi prawo?

Niestabilność gruntów

Kolejnym problemem, jaki można napotkać przy zagospodarowaniu dawnych terenów poprzemysłowych (np. górniczych), jest niestabilność i słabonośność gruntów, która nie tylko ogranicza możliwość bezpośredniego posadowienia fundamentów obiektu, ale również utrudnia, a czasem wręcz blokuje wykorzystanie na placu budowy mobilnych żurawi wieżowych lub innych ciężkich maszyn budowlanych.

Szczególną uwagę należy zwracać na słabonośne grunty antropogeniczne istniejące jako pozostałość po dawnej mikroniwelacji terenu, np. nasypy niekontrolowane, doły wapienne lub pustki pod powierzchnią terenu pozostawione po dawnych, niewłaściwie zlikwidowanych obiektach podpiwniczonych.

Posadowienie budynków na obszarach dawnej eksploatacji kopalnianej wiąże się nierzadko z ponoszeniem zwiększonych kosztów budowy przyziemia. Inwestor, który nabywa atrakcyjną lokalizacyjnie działkę, często nie ma świadomości, że kiedyś na jej terenie prowadzone było wydobycie. Taka sytuacja miała miejsce np. nieopodal Bielawy, gdzie podczas badań geotechnicznych w podłożu budowlanym nawiercono nasypy niekontrolowane o miąższości sięgającej 3,3 m p.p.t. Grunty nasypowe utworzone były przez luźno usypane piaski zaglinione, przemieszane m.in. z cegłą, szlaką, kawałkami szkła czy ceramiki. Nasypy obejmowały cały obszar projektowanej inwestycji. Dodatkowym utrudnieniem była obecność wody gruntowej na głębokości 1,9 m p.p.t. oraz zalegająca pod nasypami glina pylasta w stanie plastycznym. Warunki geotechniczne badanego podłoża budowlanego określono jako złożone.

• Zobacz też: Badania geotechniczne gruntu - na czym polegają? Jakie ryzyko dla inwestycji niesie trudny grunt budowlany?

Po analizie materiałów archiwalnych (poniemieckich map topograficznych i zdjęć satelitarnych) okazało się, że w latach 1913–1937 na terenie działki inwestycyjnej znajdowała się kopalnia glin, której urobek transportowano do pobliskiej, nieistniejącej dziś cegielni. Po zakończeniu działalności wyrobisko zasypano niezagęszczonym, różnorodnym materiałem pochodzącym najprawdopodobniej z wyburzeń dawnych nieczynnych fabryk. Analiza zdjęć lotniczych z lat 30. i aktualnych zdjęć satelitarnych wykazała różnice zasięgu zabudowy przemysłowej. Na tej podstawie wywnioskowano, że odpady (w dzisiejszym tego słowa znaczeniu) powstałe po wyburzeniu zagospodarowano w nieczynnych wyrobiskach gliny, będącej surowcem podstawowym do produkcji ceramiki budowlanej. W zaistniałej sytuacji inwestor zmuszony jest do czasochłonnej wymiany gruntu lub wykonania stabilizacji.

Nasyp niekontrolowany niezanieczyszczony szkodliwą substancją może zostać wywieziony do odpowiednich podmiotów, jeżeli natomiast zawartość substancji w gruncie przekracza dopuszczalne stężenia, trzeba przeprowadzić remediację gruntu (in-situ lub ex-situ). Na mieszkania adaptowane są przeważnie niewielkie budynki, np. dawnych zakładów włókienniczych, pełniące niegdyś funkcje biurowe. Właściciele jednej z kamienic na terenie Legnicy, chcąc przeprowadzić modernizację dawnego obiektu biurowego, zaniepokojeni możliwym osiadaniem fundamentów oraz spękaniami powstającymi na ścianach budynku, zlecili wykonanie badań geotechnicznych, aby ustalić przyczyny takiego stanu rzeczy.

W celu określenia budowy geologicznej wykonano cztery otwory wiertnicze do głębokości 5 m p.p.t. usytuowane w narożnikach budynku, bezpośrednio przy ścianach. Przeprowadzone badania wykazały, że pod powierzchnią terenu występują grunty nasypowe, zbudowane głównie z piasku gliniastego z domieszką żwiru i cegieł, które zalegały do głębokości 2,4–3,1 m p.p.t. W warstwie nasypów niekontrolowanych na głębokości 1,2 m p.p.t. nawiercono wody gruntowe, pod warstwą nasypów zaś – plastyczne gliny pylaste z wkładkami gruntów organicznych namułów oraz gyti. Grunty zastoiskowe zalegały do głębokości 4,6 m p.p.t. i miały miąższość 2 m. Fundamenty budowli zostały zatem posadowione na gruntach słabonośnych o obniżonych parametrach geotechnicznych.

Ze względu na niejednorodny stan zagęszczenia, w jakim znajdują się grunty nasypowe, doszło do nierównomiernego osiadania budynku i pojawienia się spękań widocznych na ścianach. Dodatkowym czynnikiem sprzyjającym osiadaniu jest woda gruntowa, której wahania powodują wzrost naprężeń występujących w gruncie. Wykonana ekspertyza techniczna budynku wskazała konieczność wzmocnienia fundamentów przed podjęciem działań w zakresie przebudowy obiektu.

Naruszenie stosunków wodnych

Istotną barierę w zagospodarowaniu terenów poprzemysłowych stanowią duże wymiary obiektów oraz specjalistycznych instalacji. W większości przypadków właściciele terenu decydują się na rozbiórkę istniejących konstrukcji, po których teren wymaga niwelacji. Inwestorzy zaś często wtórnie wykorzystują do tego gruz budowlany, co nie jest odpowiednim rozwiązaniem. Niwelacja terenu, wyrównanie poziomu gruntu czy też podniesienie terenu nie stanowią robót budowlanych podlegających Prawu budowlanemu, lecz mogą być oceniane w świetle prawa wodnego. Ochronę gruntów sąsiednich przed konsekwencjami zmian stosunków wodnych reguluje art. 29 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. – Prawo wodne.

W myśl tej ustawy roboty ziemne nie mogą prowadzić do zmiany stanu wody w zakresie tzw. naruszenia stosunków wodnych ze szkodą dla działek sąsiednich.Takie postępowanie miało miejsce np. w Wałbrzychu, gdzie strona poszkodowana złożyła pismo do urzędu gminy, w którym zawiadomiła, że na działkach sąsiednich od miesięcy prowadzone są prace związane z nawożeniem ziemi i utwardzaniem terenu.

W związku z tym po opadach dochodziło do rozmywania nasypu, a warstwa błota zalewała teren poszkodowanego. Powołano biegłego sądowego w celu sporządzenia ekspertyzy oraz opinii w zakresie hydrogeologii. Na potrzeby ekspertyzy wykonano szereg analiz, w tym meteorologicznych oraz przeprowadzono badania geotechniczne gruntu, aby rozpoznać warunki gruntowo-wodne podłoża i nasypu. Badania potwierdziły występowanie ok. 5-metrowego dobrze zagęszczonego nasypu budowlanego, składającego się z mieszaniny pospółki zaglinionej, kamieni, fragmentów skał oraz pokruszonego gruzu.

W pasie przylegającym do górnej krawędzi nasypu zagęszczenie było mniejsze, co doprowadziło do powstania osuwiska w obrębie średniozagęszczonych gruntów na krawędzi nasypu. Tak nieprzemyślane ww. działania przyczyniły się do naruszenia stosunków wodnych ze szkodą dla działek sąsiednich. A wyrokiem sądu właścicielowi nasypu nakazano przywrócenie stanu poprzedniego.

Kolizje podziemne

Wyzwaniem, z jakim mierzy się inwestor, chcąc rozpocząć budowę na terenach poprzemysłowych, jest możliwość występowania licznych nieudokumentowanych kolizji podziemnych. Zazwyczaj nie posiada on dokumentacji technicznej dawnego obiektu czy też map zawierających rozmieszczenie instalacji podziemnych, które pozwoliłoby na wyeliminowanie potencjalnych przeszkód. Aby uniknąć zaskoczenia czy opóźnienia robót ziemnych, mogących wpłynąć na ostateczny termin realizacji inwestycji, rozsądnym rozwiązaniem wydaje się przeprowadzenie badań geofizycznych.

Metoda georadarowa pozwala na dokładne rozpoznanie warstw przypowierzchniowych. Umożliwia nieinwazyjne zlokalizowanie wszelkiego rodzaju rur, kabli i tym podobnych obiektów liniowych o wydłużonym kształcie lub niezidentyfikowanych obiektów budowlanych jak pustki, bunkry czy fundamenty.

Taką metodę wykorzystano np. podczas badań geotechnicznych prowadzonych na dawnych terenach pokolejowych z uwagi na historyczny charakter obszaru i podwyższone ryzyko występowania nieudokumentowanej kolizji podziemnej. Badania wykonano przy pomocy georadaru w miejscach planowanych odwiertów geotechnicznych. Umożliwiło to precyzyjne bez kolizji z prętami zbrojeniowymi, a w kilku miejscach wykryto strefy anomalne i obiekty liniowe, których ominięcie rekomendowano w trakcie realizacji robót inwazyjnych.

Ryzyko niewybuchów

W trakcie wykonywania prac ziemnych, rozbiórkowych czy na dnie akwenów wodnych można również natrafić na pozostałości z okresu II wojny światowej w postaci niewybuchów i niewypałów. Dlatego istotne jest sprawdzenie terenu przyszłej inwestycji mieszkaniowej także pod tym kątem, by zapewnić bezpieczeństwo zarówno wykonawcy robót budowlanych, jak i przyszłym mieszkańcom osiedla.

Ciekawym przykładem może być budowa prowadzona nieopodal Legnicy, gdzie inwestor przed rozpoczęciem wszelkich prac ziemnych zlecił badania ferromagnetyczne, mające na celu zlokalizowanie wszystkich przedmiotów mogących stanowić obiekty potencjalnie niebezpieczne, zwłaszcza pochodzenia militarnego.

Prace geofizyczne prowadzono w obrysie planowanej inwestycji (ok. 2 ha) z użyciem profesjonalnego wykrywacza metalu. Wytyczono siatkę profili podłużnych i poprzecznych w celu identyfikacji metalowych obiektów antropogenicznych lub naturalnych, mogących negatywnie wpłynąć na proces budowlany oraz bezpieczeństwo wykonywanych prac wiertniczych.

Przeprowadzone badania nie zlokalizowały na wytypowanym poligonie przedmiotów niebezpiecznych w rozumieniu ustawy z dnia 21 maja 1999 r. o broni i amunicji oraz ustawy z dnia 22 czerwca 2001 o wykonywaniu działalności gospodarczej w zakresie wytwarzania i obrotu materiałami wybuchowymi, bronią, amunicją oraz wyrobami i technologią o przeznaczeniu wojskowym lub policyjnym (DzU z 2001 r. nr 67, poz. 679).

Szkody górnicze po płytkiej eksploatacji głębinowej

Bardzo dużo terenów, na których występują szkody górnicze, znajduje się na Górnym i Dolnym Śląsku. Po ustaniu eksploatacji nie wszystkie szyby i sztolnie zostały należycie usunięte i zasypane. Część zostawiono, aby samoistnie się zlikwidowały przez tzw. zawał. Powoduje to deformacje na powierzchni i obniżenie całego terenu w obrysie starej kopalni. Zanikają one po jakimś czasie, jednak zawsze pozostaje ryzyko istnienia niezaciśniętych pustek pogórniczych po płytkiej eksploatacji. W przypadku posadowienia budynków – zwłaszcza mieszkalnych – w takim miejscu trzeba brać pod uwagę ryzyko nierównomiernych osiadań, a w skrajnych przypadkach poważnych uszkodzeń obiektów.

Ponadto, gdy cały teren osiadł na skutek prowadzonej wcześniej eksploatacji górniczej, to po zaprzestaniu odwodnienia, rzędna wody wraca powoli do swojego pierwotnego stanu, a powierzchnia terenu jest dużo niżej niż pierwotnie (np. w przypadku fragmentów Bytomia teren obniżył się nawet do 20 m). Powoduje to, że na takim terenie pojawiają się lokalne podtopienia, a odległość powierzchni terenu do pierwszego poziomu wód podziemnych może być bardzo mała.

Szkody środowiskowe na terenach starych gazowni

Przykładem może być tu Dolny Śląsk, w przeszłości bardzo uprzemysłowiony (funkcjonowały tu niemieckie firmy), na którego terenie istniało mnóstwo małych i dużych gazowni. Gaz uzyskiwany był głównie z węgla (tzw. gaz koksowniczy), a produkcja generowała produkty uboczne w formie smoły (krezole itp.). Smoły pogazowe deponowano w tzw. dołach smołowych, które niestety nie zawsze były szczelne.Przedostawanie się smoły do wód podziemnych powoduje bardzo poważne skażenie (bardzo wysoką toksyczność). Do dzisiaj robiąc odwierty wokół starych gazowni, niemal za każdym razem trafia się na widoczne gołym okiem zanieczyszczenia zaistniałe w środowisku gruntowo-wodnym.

Zanieczyszczeń można spodziewać się również w okolicach rozszczelnionych starych gazociągów z dala od gazowni (ważne, aby analizować stare ciągi przesyłowe gazu koksowniczego). Podobna sytuacja dotyczy starych – najczęściej wojskowych – baz paliwowych. W ziemi znajdują się zapomniane hektolitry benzyny, dlatego trzeba bardzo dokładnie analizować materiały historyczne w miejscach planowanej inwestycji. Informacji warto szukać też w Generalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska oraz Regionalnej Dyrekcji Ochrony Środowiska, które prowadzą rejestr wcześniej zgłoszonych obszarów zanieczyszczonych.

Podsumowanie

Planowanie budynków na terenach obiektów poprzemysłowych oraz adaptowanie ich do nowych funkcji może stanowić wyzwanie architektoniczne, a przede wszystkim finansowe. Przy zastosowaniu odpowiednich metod badawczych można ograniczyć pewne ryzyka, gdyż to nie dodatkowe środki ostrożności, a wstrzymanie prac jest najdroższym elementem procesu inwestycyjnego.