Kaskada i strumień krajobrazowy w "dolince tatrzańskiej" Ogrodu Botanicznego, Centrum Zachowania Bioróżnorodności Przyrodniczej PAN w Warszawie- Powsinie Prace wykonawcze KASKADY I STRUMIENIA KRAJOBRAZOWEGO w Dolince Tatrzańskiej Ogrodu Botanicznego PAN w Warszawie - Powsinie zrealizowano w okresie od 14 czerwca do 22 października 1999r. Zakres robót dotyczył robót konstrukcyjnych kaskady i strumienia, z wyłączeniem wstępnych robót ziemnych ( formowanie nasypu pod kaskadę).

Opis stanu wyjściowego Staraniem Inwestora dokonano wstępnego uformowania terenu poprzez utworzenie sztucznych nasypów ziemnych o wysokości 5-6m, częściowo obłożonych kamieniami symulującymi krajobraz górski. Nasypy te były niezagęszczone, z czego wynikała potrzeba takiego zaprogramowania kaskady, aby w przypadku możliwych osiadań nasypu, nie nastąpiło rozszczelnienie sztucznego cieku, utworzonego na skarpie w/w nasypu. Programowana kaskada wodna na nasypie powinna posiadać kilka progów (stopni), umożliwiając ruch burzliwy wody, typowy dla warunków górskich (siklawa). W odległości około 130m od podstawy nasypu, w terenie stosunkowo płaskim znajdował się staw, do którego doprowadzony powinien być strumień krajobrazowy - będący przedłużeniem kaskady. Założeniem było, aby w kaskadzie i na strumieniu obieg wody był zamknięty, osobno dla kaskady i osobno dla strumienia, przy czym obydwa obiegi winny być ze sobą integralnie związane. Zarówno sztuczne nasypy "górskie", jak i strumień, zlokalizowane są wewnątrz obszaru Ogrodu Botanicznego, o wyjątkowych walorach przyrodniczych i krajobrazowych, stąd niedopuszczalne jest pozostawienie na wierzchu elementów nienaturalnych (betonów, folii itp.).

Zarówno kaskada ( materiał nawieziony), jak i strumień krajobrazowy zlokalizowane są na gruntach mocno przepuszczalnych (piaski, piaski gliniaste) z czego wynikała potrzeba ograniczenia strat filtracyjnych w obiegu zamkniętym. Praktycznie chodziło o to, by straty wodne były ograniczone tylko do strat na parowanie (straty w wyniku rozbryzgów wody na kaskadzie winny być ograniczone do absolutnego minimum). Doprowadzenie do strat filtracyjnych na strumieniu groziło nadmiernym pompowaniem wody w obiegu, zaś straty filtracyjne z kaskady groziły ewentualnym uszkodzeniem, a nawet zniszczeniem utworzonego systemu wodnego ( zjawiska suffozji). Przy opisanym stanie wyjściowym i przy tak sprecyzowanych warunkach wyjściowych przystąpiono do projektowania i wykonawstwa robót. W rezultacie zastosowana została izolacja dna koryta kaskady wodnej w postaci bentonitowych mat izolacyjnych GARDENMAT.

Rozwiązanie projektowe

Z uwagi na specyfikę zagadnienia uznano, że sporządzanie specjalnej dokumentacji projektowej (w rozumieniu prawa budowlanego) jest nie tylko zbędne, lecz także niemożliwe. W istocie chodziło o ARCHITEKTONICZNE KSZTAŁTOWANIE KRAJOBRAZU, zmierzające do pełnego dostosowania obiektu do terenu i do specjalnych wymogów, opisanych wcześniej. Zastosowano rozwiązanie z licznymi krzywiznami linii zabudowy, ze zmiennymi wysokościami, z dostosowaniem kształtu cieków do elementów krajobrazowych, z dążeniem do wkomponowania sztucznej inwestycji w naturalne otoczenie w Ogrodzie Botanicznym. Rozrysowanie tak wielu elementów rozwiązania, w fazie wstępnej (w ramach projektu), po prostu nie było możliwe. Inwestycja jest poza tym elementem małej architektury, dla której dla zasady, rozwiązania projektowe ogranicza się do minimum. Całość inwestycji zlokalizowana jest na obszarze Ogrodu, dla którego istnieje tylko jeden właściciel i jeden użytkownik.

Założenia generalne zostały przedstawione w ofercie do przetargu na roboty, zaś niniejszy operat powykonawczy jest jedynie sprawozdaniem z robót. Obieg wody w ramach zadania odbywa się w dwóch cyklach, to jest : pompowanie pompą powierzchniową z istniejącego stawu do zbiornika dolnego ( u podstawy nasypu). Cykl drugi dotyczy pompowania ze zbiornika dolnego do zbiornika górnego, który zlokalizowano na szczycie wzniesienia. Nadmiar wody z cyklu pracy : "zbiornik górny" - "zbiornik dolny" ma możliwość odpływu strumieniem krajobrazowym, w ramach alimentacji tego cieku. Wykonanie rurociągów pompowych oraz instalacji pomp Inwestor wykona własnymi siłami. W zakresie inwestycji realizowanej przez STRUCTUM nie znalazły się także mostki przez strumień krajobrazowy. Jak wspomniano, trasy przebiegu kaskady i strumienia nie były sztywno wyznaczone projektem, lecz ustalane w terenie wspólnie przez specjalistów STRUCTUM i przez pracowników Ogrodu Botanicznego, odpowiedzialnych za całość Dolinki Tatrzańskiej. Projektowanie techniczne obejmowało głównie metodę wykonania oraz sposób montażu i uszczelnienia cieków wodnych.

KASKADA WODNA składa się z trzech części, to jest : zbiornika górnego, cieku na skarpie oraz zbiornika dolnego. Zbiornik górny stanowi uszczelnioną bentonitami nieckę wodną, będącą magazynem wody ( zapas) dla zapewnienia równomierności pracy kaskady. Jest to w zasadzie zbiornik wyrównawczy systemu wodociągowego. Pojemność zbiornika górnego wynosi około 5m3. Z uwagi na prawdopodobne osiadanie nasypu zastosowano konstrukcję zapewniającą szczelność czaszy, nawet przy nierównomiernym osiadaniu. Zastosowano podbudowę z płyty żelbetowej o grubości 40-50cm, na której wysypana została warstwa piasku 20-30cm, następnie dopiero niecka zbiornika wyłożona została matą bentonitową. W przypadku pęknięcia płyty podłożą, warstwa szczelna z bentonitów (produkt VOLCLAY - CETCO) elastycznie podda się nowemu zoomkształtowi niecki, bez obawy o nieciągłość hydroizolacji. Na warstwie piasku ułożono włókninę separacyjną, dzięki której nie jest możliwe jego wypłukanie przez wody przepływające przez zbiornik górny. Następnie ułożono warstwę betonu grubości rzędu 20cm, w której zatopiono kamienie, maskujące sztuczne elementy rozwiązania. Wypływ ze zbiornika górnego do cieku odbywa się przez przelew, szerokości około 80cm, również z doszczelnieniem bentonitami i również z maskowaniem przez kamienie i drobny żwir. Dopływ wody odbywa się od dołu ( doprowadzony rurociąg), przy czym przejście przez matę bentonitową GARDENMAT dodatkowo doszczelniono przez granulaty SS-100 oraz przez szpachle typu JONTSEAL (całość : produkty VOLCLAY). Rozwiązanie zbiornika górnego pokazano na dołączonym szkicu.

Ciek kaskady zaprojektowano i wykonano na fundamencie z prefabrykatów typu UK. Wykorzystano materiał odpadowy, będący w dyspozycji Inwestora, uzyskując efekt elastyczności w strefie połączeń fundamentowych. Ruchy fundamentów UK nie muszą bowiem ( przy osiadaniu nasypu) oznaczać jego zniszczenie, lecz jedynie planowe przemieszczenie. Dzięki podwójnemu doszczelnieniu, zarówno podłoża UK, jak i jego wnętrza i obrzeży, ewentualne ruchy nasypu nie zmienią generalnego założenia o całkowitej szczelności kaskady, w różnym okresie i w przy różnych warunkach pracy. Poszczególne elementy podparto w sposób przegubowy, ruch na przegubie nie spowoduje rozszczelnienie systemu. Doszczelnienia zewnętrzne zrealizowano w systemie VOLCLAY - CETCO (maty bentonitowe typu GardenMat, granulaty bentonitowe SS-100, taśmy Waterstop RX 101 Doszczelnienie wewnętrzne prefabrykatów zrealizowano w systemie DRIZORO (preparaty ; WATMAT, MAXREST, MAXSEAL z żywicą MAXCRYL), uzyskując brak penetracji wilgoci w beton elementów UK. Wewnątrz koryt ułożono masę betonową, w której zatopiono kamienie osłonowo - maskujące ( częściowo kamienie luzem). Uzyskano redukcję spadku, podwyższoną szorstkość i planowane efekty ruchu burzliwego (według Inwestora : siklawa). Korektę wypełnienia, z tworzeniem małych wodospadów przeprowadzono przez lokalne nadbudowy i zabudowy wnętrza koryt preparatem WATMAT oraz przez doziarnianie pustek między kamieniami przez materiał mineralny o zmiennych uziarnieniach. Regulacja strumienia odbyła się w ramach prób wodnych, przy których dążono do uzyskania efektu przepływu całości wód ponad kamieniami, a nie pod nimi. Obrzeża koryt wyłożono kamieniami na włókninie, dążąc do ich stabilizacji i dbając o to, by nie powstały zjawiska suffozyjne w trakcie ewentualnych rozbryzgów wody. Zbiornik dolny wykonano na bazie 2 prefabrykatów UK, z pełnym doszczelnieniem zewnętrznym bentonitami typu VOLCLAY - CETCO. Zbiornik ten posadowiono na żelbetowym fundamencie, skonstruowanym tak, że nie jest możliwe jakiekolwiek przemieszczenie się dwóch elementów UK między sobą. Wnętrze zbiornika dolnego doszczelniono preparatami DRIZORO, zoom zapewniając ograniczenie penetracji wody w beton. Wykonano łagodny wlot z kaskady, zapewniając poduszkę wodną poniżej ostatniego ze stopni korekcyjnych, a także dogodny wypływ do strumienia krajobrazowego. W przyszłości zbiornik dolny zostanie staraniem Inwestora przykryty mostkiem ( kładką), czyniąc wnętrze zbiornika niewidocznym. Strumień krajobrazowy rozpoczyna się wypływem ze zbiornika dolnego. Przepływa on krętą trasą przez 4 progi kamienne i lokalne rozlewiska, w końcowej fazie przez bystrotok, doprowadzony do stawu. Progi mają za zadanie redukcję spadku hydraulicznego i podniesienie walorów krajobrazowych. Uszczelnienie strumienia zrealizowano matą VOLCLAY - CETCO. Jest ona obciążona gruntem rodzimym 30-60cm, na którym została położona włóknina separacyjna. Na włókninie zoomułożono materiał kamienny ( częściowo układka kamienia nastąpiła przez STRUCTUM, częściowo ma być zrealizowana prze Inwestora).Uzupełnienie narzutu ( różne granulacje, różne konfiguracje ) zostanie zrealizowana przez Inwestora w ramach architektonicznego kształtowania krajobrazu całej Dolinki Tatrzańskiej. Rozlewiska wodne uszczelnione są tym samym materiałem VOLCLAY - CETCO i zabezpieczone w sposób podobny jak zabezpieczenie całego strumienia krajobrazowego. Rzędne poszczególnych progów pokazano na profilu podłużnym. Opis robót i zastosowanych technologii Opis robót odpowiada rozwiązaniu projektowemu, podanemu wyżej. Na dołączonych fotografiach pokazano poszczególne fazy robót, zarówno dla kaskady, jak i dla strumienia krajobrazowego.

Jako technologię uszczelnienia zastosowano system VOLCLAY - CETCO, USA ( aprobata techniczna ITB Nr AT-15-3071/98 ). Rozwiązania projektowe doszczelnień są zgodne z wymogami producenta i adaptacją ich do konkretnych wymogów placu budowy. Roboty naprawcze i doszczelniające betonów wykonano systemem DRIZORO, Hiszpania ( aprobata techniczna ITB Nr AT-15-2186/96 - Aneks Nr 2 ). Jako włókniny separacyjne zastosowano fizeliny TYPAR- Szwajcaria (Aprobata techniczna ITB Nr AT-15-2642/97 ). Pytaj o szczegóły technologiczne na temat systemów VOLCLAY, DRIZORO, TYPAR - STRUCTUM Sp. z o.o. w Lublinie,ul. Niepodległości 30/59., 20-246 Lublin tel. O81-4637555, 081-4442828.

Na zdjęciach: kaskada rzeczna w ogrodzie botanicznym w Warszawie - 1999