Pierwszy etap robót zabezpieczających wieżę kościoła p.w. św. Jakuba Apostoła w Ośnie Lubuskiem przed katastrofą budowlaną:

Dr inż. arch. Maciej Płotkowiak
(Uniwersytet Technologiczny Szczecin)

   Niniejszy tekst stanowi logiczna kontynuację wypowiedzi autora we wcześniejszych edycjach Colloquiów Lubuskich: w 2011r. pt. Ocena stanu technicznego wieży kościoła p.w. Św. Jakuba W Ośnie Lubuskim oraz W 2012r. pt. Ocena stanu technicznego korpusu nawowego kościoła p.w. Św. Jakuba W Ośnie Lubuskim[1].

   Po analizie stanu technicznego Kościoła p.w. św. Jakuba w Ośnie Lubuskim oraz ustaleniu stopnia zagrożenia jego poszczególnych ustroi konstrukcyjnych W roku 2013 r., można było przystąpić do prac prowadzących do stopniowej eliminacji zdefiniowanych zagrożeń. Decyzję o przedmiocie interwencji podjęto w oparciu o wyobrażenie konsekwencji ewentualnej katastrofy budowlanej poszczególnych, zagrożonych ustroi konstrukcyjnych obiektu. Wydawało się, że największe straty w takim przypadku musi wyrządzić katastrofa wieży, bowiem zawalenie się tak wieży w całości jak i w części musiały prowadzić do zniszczenia nie tylko jej samej, ale również co najmniej części zachodniej, a być może całości korpusu nawowego. W konsekwencji w pierwszym rzędzie postanowiono o przeprowadzeniu zabiegów prowadzących do eliminacji tego zagrożenia. Jako najważniejszą wadę konstrukcji wieży wskazywano zaś od początku badań, słabość konstrukcji jej posadowienia oraz brak przystosowania do niekorzystnych cech budowy podłoża gruntowego. Wady te doprowadziły już w przeszłości do awarii, której skutki czytelne są doskonale do dziś w strukturze wieży. Tak więc za zabieg najpilniejszy uznano interwencję W obrębie konstrukcji posadowienia wieży prowadzącą do jej wzmocnienia oraz przystosowania do cech podłoża gruntowego, na którym została niegdyś oparta.

   Podstawową funkcją każdej konstrukcji posadowienia jest bezpieczne przekazywanie na grunt obciążeń, a właściwie sił, powstających W ustrojach konstrukcyjnych budynku takich jak ściany, słupy i przekrycia pod wpływek grawitacji, działania wiatru oraz opadów atmosferycznych. Przez „bezpieczne przekazywanie obciążeń” rozumie się ogólnie taki sposób działania ustroju, który prowadzi do przekazywania na podłoże gruntowe sił, które nie wywołują naprężeń przekraczających wytrzymałość gruntu. Efekt taki osiąga się zazwyczaj poprzez zwiększenie powierzchni ustroju przekazującego siły na gruntu[2] . W wyniku takiego zabiegu siły przezywane ze ścian i słupów na fundament ulegają rozłożeniu na większej powierzchni, co jest równoznaczne ze zmniejszeniem wielkości sił na jednostkę powierzchni gruntu. Ujmując obrazowo to zagadnienie, gdyby ściany budynku oparto bezpośrednio na gruncie, bez pośrednictwa fundamentu, siły przez nie przekazywane byłyby skupione na stosunkowo niewielkiej powierzchni, co mogłoby doprowadzić do powstania w gruncie naprężeń przekraczających jego wytrzymałość i wciśnięcia ścian w podłoże gruntowe.

   Fundamenty wieży kościoła p.w. św. Jakuba w Ośnie Lubuskim wzniesiono zaś w postaci ław fundamentowych o wysokości ok. 88cm z odsadzką[3] od strony zewnętrznej budynku o wielkości zaledwie 17 cm Biorąc pod uwagę taką samą odsadzkę od strony wnętrza budynku, fundament wieży pozostawał zaledwie o 34cm szerszy od ścian, które na nim oparto! Wprawdzie znaczna grubość ścian obwodowych wieży w poziomie przyziemia wahająca się od 240cm do 305cm, powoduje, że łączna szerokość ław fundamentowych osiąga 274+339cm. Jednak na tych ławach oparto murowane ściany 0 wysokości 31.57m oraz hełm wieżowy 0 wysokości 2O.64m, co niewątpliwie powoduje przekazywanie na fundament znacznych sił. Dysproporcja pomiędzy szerokością fundamentu wieży ośnieńskiej i wysokością ścian, na niej opartych, a właściwie pomiędzy wielkością sił przekazywanych na grunt oraz powierzchnią fundamentu[4] przyczyniła się w przeszłości do awarii wieży w wyniku, której doszło do zdylatowania[5] partii narożnych ścian wraz z ich przemieszczeniem w pionie i poziomie[6].

   Kolejne zagadnienie związane z konstrukcją posadowienia stanowi sposób przekazywania sił na podłoże gruntowe. Omówiony wyżej przypadek, kiedy fundament spoczywa bezpośrednio na gruncie, stanowi bowiem przykład bezpośredniej konstrukcji posadowienia.

   Sposób ten stosuje się w warunkach podłoża gruntowego o korzystnych właściwościach, to jest o zadowalającej wytrzymałości. Natomiast w przypadku konieczności wzniesienia budynku na podłożu o niekorzystnych cechach takich jak: niejednorodna budowa podłoża, obecność warstw gruntu pochodzenia organicznego lub warstw gruntu o znikomym stopniu zagęszczenia[7] bądź też gruntu nawodnionego W grę wchodzą dwie metody: pierwsza to posadowienie pośrednie, druga metoda to stosowany od niedawna zabieg wzmacniania gruntu.

   Metoda posadowienia pośredniego ta pozwala uniknąć obciążania warstw gruntu o niekorzystnych* parametrach wytrzymałościowych i przenieść ob- ciążenia z fundamentu bezpośrednio na położone głębiej podłoże gruntowe 0 zadowalającej wytrzymałości za pośrednictwem ustroi w postaci pali, studni lub kesonów. Inaczej mówiąc budynek zostaje ustawiony na rozmaitych odmianach słupów, które przebijają powierzchniowe, słabonośne podłoże i pozostają osadzone na lub w warstwach gruntu o niezbędnej wytrzymałości. Sposób ten stosowano z powodzeniem w przeszłości jak np. w I w. p.n.e. pod podporami rzymskiego „Pons Fabricius”, czy też w XI w. pod kampanilą na pl. św. Marka w Wenecji. Sposób ten co do zasady stosuje się nadal i to nie tylko w budownictwie powszechnym, ale także w obiektach tak niezwykłych jak wysokościowy budynek Petronas Towers[8] w Kuala Lumpur w Malezji.

   Istotę metody wzmacniana gruntu stanowi proces wprowadzania w grunt substancji chemicznej o cechach lepiszcza, która skleja ziarna gruntu doprowadzając do jego zeskalenia, czyli przejścia w stan zbliżony do kamienia naturalnego. Metoda znajduje jednak zastosowanie w określonych okolicznościach i cechują ją liczne ograniczenia, których opis przekraczałby ramy niniejszej wypowiedzi.

   Podłoże gruntowe pod wieżą kościoła p.w. św. Jakuba W Ośnie Lubuskim cechuje przede wszystkim obecność piasków drobnych i piasków średnich o zróżnicowanym stopniu zagęszczenia. W partii powierzchniowej po stronie pn., na której na szczęście nie spoczywa fundament wieży występuje nawet warstwa piasków drobnych o ID=0.25, a więc kwalifikowanych jako luźne[9]. Natomiast ławy fundamentowe spoczywają za pośrednictwem narzutu z nie spojonego zaprawą kamienia polnego, na warstwie pisaków drobnych i pylastych oraz piasków średnich o stopniu zagęszczenia od ID=0.51[10] do ID=0.85[11]. Wyraźną wadę budowy podłoża gruntowego wieży stanowi obecność piasków pylastych, które są zwykle bardzo wrażliwe na wymywanie przez wodę. W trakcie badań obecność lustra wody gruntowej stwierdzono wprawdzie dopiero na głębokości 5.05+6.45m pod powierzchnią terenu[12], ale w zależności od pory roku, a w przeszłości wskutek obecności fosy wokół miasta poziom wody gruntowej mógł być znacznie wyższy.

   W pierwszej połowie 2013r, wykonano projekt budowlany[13] oraz uzyskano decyzje administracyjne niezbędne do prowadzenia robót budowlano-montażowych[14].

Powiązane artykóły:
Ocena stanu technicznego korpusu nawowego kościoła pod wezwaniem św. Jakuba Apostoła w Ośnie Lubuskim

Źródło:
Colloquia Lubuskie. Parafia Ośno Lubuskie na przestrzeni dziejów- źródła konteksty, red. M. Golemski, Ośno Lubuskie 2015