Rozbudowa Międzynarodowego Portu Lotniczego im. Fryderyka Chopina w Warszawie

(1)

Rozbudowa Międzynarodowego Portu Lotniczego im. Fryderyka Chopina

w Warszawie

EXPANSION OF THE FRYDERYK CHOPIN’S INTERNATIONAL AIRPORT IN WARSAW

Streszczenie

Największą obecnie inwestycją komunikacyjną w stolicy Polski jest rozbudowa Międzyna- rodowego Portu Lotniczego im. Fryderyka Chopina. Po jej zakończeniu, które przewidzia- ne jest w roku 2007, liczba odprawianych pasażerów będzie mogła wzrosnąć o 40 – 50%

i osiągnąć liczbę około 13 mln rocznie.

Z uwagi na charakter inwestycji wymagania, które ma spełnić dostarczany beton, są bardzo zróżnicowane. Beton na nawierzchnię musi być odporny na działanie mrozu i soli oraz wykazywać wysoką wytrzymałość na rozciąganie. Konstrukcja estakady wymaga betonu o odpowiedniej mrozoodporności i wodoszczelności. Również niektóre elementy podziemne, które w przyszłości mogą być narażone na wpływ warunków atmosferycz- nych, muszą charakteryzować się odpornością na mróz. Płyty fundamentowe o grubości do 1,4 metra i powierzchni kilku tysięcy metrów kwadratowych zostały wykonane z betonu o bardzo wolnym przyroście wytrzymałości.

Przedstawiono uzyskane wyniki badań uzyskane w różnych laboratoriach i porów- nano je z wymaganiami specyfikacji technicznej.

Abstract

At present, the expansion of the Fryderyk Chopin’s International Airport is being the biggest communication investment in the capital of Poland. After the expansion has been completed, which is expected to take place in 2007, the number of passengers attended Piotr Jarszewski Krzysztof Masłowski

Piotr Jarszewski – Bosta-Beton

Krzysztof Masłowski – Dyckerhoff Beton Polska

(2)

Rozbudowa Międzynarodowego Portu Lotniczego ... will possibly be increased by approximately 45% and will reach the number of approxi-

mately 13 million annually.

Because of the character of the investment, demands for the provided concrete are varied. The concrete for surface needs to be resistant to the influence of frost and salt and it has to demonstrate considerable tensile strength. The construction of a flyover requires the concrete characterized by appropriate freeze resistance and watertight. Also, some underground elements, which will be unearthed, have to be characterized by resistance to frost. Foundation slabs of up to 1.4 m thickness and the surface of several thousand square metres have been made of the concrete characterized by a very moderate increasing of strength.

The results of tests and research obtained from several laboratories have been pre- sented and compared with the requirements of technical specification.

(3)

Rozbudowa Międzynarodowego Portu Lotniczego ...

3

1. Wstęp

Zwiększający się z roku na rok ruch pasażerski na największym lotnisku cywilnym w Polsce już kilka lat temu spowodował konieczność rozbudowy Międzynarodowego Portu Lotniczego Warszawa-Okęcie. Stało się to tym pilniejsze, że plany budowy nowego lotniska w dalszej odległości od stolicy są na razie odległą perspektywą. Nawet planowana przebudowa dawnego wojskowego lotniska w Modlinie, z przeznaczeniem na obsługę tanich przewoźników, ma nastąpić w bliżej nieokreślonej przyszłości. W chwili obecnej dworzec lotniczy w Warszawie obsługuje ok. 7,1 mln pasażerów rocznie (liczba pasażerów w 2005 r.) i jest tu wykonywanych średnio 130 tys. operacji lotniczych. Po rozbudowie łączna ilość stanowisk obsługiwanych przez „rękawy” zwiększy się z 8 do 27. Pozwoli to na osiągnięcie takich parametrów jak odprawianie do 13 mln pasażerów rocznie i wyko- nywanie nawet 200 tys. operacji lotniczych. Zaparkowanie samochodu w rejonie lotniska w tej chwili graniczy z cudem. Uruchomienie drugiego parkingu wielopoziomowego na 1300 miejsc też jest więc pilnie oczekiwane. Łączna liczba miejsc parkingowych po rozbudowie zwiększy się z 3000 do 5300.

W roku 2004 konsorcjum złożone z firm hiszpańskich – Ferrovial-Agroman i Estudio Lamela oraz polskiego Budimexu rozpoczęło prace budowlane. Całość została podzie- lona na 3 części, z których każda ma oddzielne kierownictwo i określony front robót.

Dostawcami betonu są dwaj najwięksi producenci na rynku warszawskim – Bosta-Beton i Cementownia Nowiny.

Najwcześniej, bo już w czerwcu 2004 rozpoczęły się prace fundamentowe terminala i pirsu północnego. Prawie równocześnie wykonywano pale pod estakadę i parking samochodowy. We wrześniu pojawiły się pierwsze elementy nadziemne. W sierpniu 2005, po długich przygotowaniach, rozpoczęto dostawy betonu na nawierzchnie lotniska.

Dostosowanie do standardów światowych spowodowało konieczność usunięcia wielu hektarów istniejącej nawierzchni w celu wykonania licznych instalacji podziemnych. Są to głównie instalacje odwodnieniowe, elektryczne oraz bardzo nowoczesna instalacja paliwowa. Do chwili obecnej (marzec 2006) dostarczono około 80 000 m³betonu na część kubaturową. W tej części prace ogólnobudowlane są już właściwie zakończone.

Z daleka widać już potężne, a zarazem lekkie, jakby unoszące się na skrzydłach bryły pirsów, z górującą na nimi wieżą kontroli lotów. Również parking samochodowy i estakada są już w końcowej fazie realizacji. Trwa budowa podziemnej stacji kolejowej, która tak jak w analogicznych obiektach w Europie jest nieodzownym elementem nowoczesnego portu lotniczego. Stacja ta będzie w przyszłości włączona w system kolejowy miasta. Poniżej zaprezentowano opis prac betoniarskich na poszczególnych częściach obiektu.

2. Część kubaturowa

Płyty fundamentowe wykonano z betonu B37, dzieląc na sekcje do 1500 m³ na jedno betonowanie ciągłe. Płyty mają grubość 0,6 do 1 metra, a do 1,4 w przegłębieniach. W celu obniżenia gradientu temperatury oraz skurczu, jako spoiwo, zastosowano cement hutniczy CEM III/A 32,5N-LH/HSR/NA oraz dodatek popiołu lotnego. Uzgodniono z odbiorcą, że wytrzymałość na ściskanie będzie badana po 56 dniach. Pozwoliło to na znaczną redukcję ilości spoiwa, a co za tym idzie ograniczenie ilości wydzielanego ciepła. Zabiegi te w po-

(4)

Piotr Jarszewski, Krzysztof Masłowski Rozbudowa Międzynarodowego Portu Lotniczego ...

łączeniu z dobrą pielęgnacją pozwoliły na całkowite uniknięcie powstania widocznych rys, mimo że wymiary poszczególnych sekcji sięgały 40x40 metrów.

Część nadziemną wykonano również głównie z betonu klasy B37. Do niektórych ele- mentów w rejonie wieży kontroli lotów zastosowano beton wyższych klas – B45 i B50.

3. Część „miejska”: parking i estakada dla samochodów

Do wykonania pali i oczepów palowych zastosowano beton z cementem hutniczym CEM III/A 32,5N-LH/HSR/NA. Elementy te wykonano z betonu B30, przy czym, w celu osiągnięcia wymaganej w projekcie mrozoodporności, na oczepy użyto beton napo- wietrzonego. Do wykonania słupów i płyt zastosowano beton B37 F150 W8 z cementem portlandzkim CEM I 32,5R. W tym przypadku również wykorzystano napowietrzenie betonu, w celu uzyskania odpowiedniej mrozoodporności.

4. Nawierzchnia płyt postojowych

Podstawowym wymogiem, właściwie jedynym jaki był ujęty w oryginalnej specyfikacji hiszpańskiej, jest wytrzymałość betonu na rozciąganie przy zginaniu. Polska wersja specyfikacji [1] opracowana przez IBDiM uwzględniła nasze warunki klimatyczne, do- dając zarówno wymóg dotyczący mrozoodporności, jak i odporności na działanie soli odladzających.

Po licznych próbach przeprowadzonych zarówno w laboratorium zakładowym Bosta- Beton, jak i w Laboratorium Działu Doradztwa Technicznego Cementowni Ożarów opra- cowano recepturę, która przy napowietrzeniu 4,5÷5,5% pozwoliła uzyskać wytrzymałość na rozciąganie nie mniejszą niż 6,5 MPa. Praktycznie dało to pewność, że w warunkach produkcyjnych zostanie spełniony wymóg specyfikacji czyli 5,5 MPa.

Fot. 1. Układanie nawierzchni betonowej lekkim rozściełaczem Masenza

(5)

4

5 Układanie betonu w warstwie podbudowy rozpoczęto w maju 2005 r., a w sierpniu zrealizowano pierwsze odcinki nawierzchni płyt postojowych. Prace prowadziły 3 zespoły obsługujące maszyny GOMACO, MASENZA i największą CMI. W krótkim czasie dzienne dostawy betonu osiągnęły poziom 600 – 1000 metrów sześciennych. Do końca sezonu 2005 r. (ostatnie fragmenty nawierzchni zrealizowano na początku grudnia) dostarczono łącznie 60 000 m³ betonu, wykonując ponad 118 000 m² nawierzchni.

Fot. 2. Ciężki rozściełacz CMI na tle konstrukcji nowego pirsu południowego

4.1. Badania betonu

W badania betonu dostarczanego na rozbudowę MPL są zaangażowane 4 laboratoria:

– Barg Laboratorium,

– Laboratorium Betonu Instytutu Badawczego Dróg i Mostów,

– Laboratorium Betonu Działu Doradztwa Technicznego Cementowni Ożarów, – Laboratorium Zakładowe Bosta-Beton.

Spośród licznych wyników przedstawimy najciekawsze:

4.2. Beton B37 F150 W8 zastosowany na estakady i parking

Mieszankę betonową dostarczano na budowę w konsystencji K-4. Jak wiadomo, uzyskanie prawidłowego napowietrzenia w tego typu betonie nie jest łatwe. Ponieważ stopień napowietrzenia mieszanki zależy od licznych czynników, za każdym razem była niezbędna korekta dozowania domieszki napowietrzającej. Mimo niewielkiej odległości – 2,5 km stwierdzono również znaczny spadek ilości powietrza w mieszance podczas transportu.

Aby uzyskać prawidłowy poziom napowietrzenia na budowie, produkowano mieszankę o zawartości powietrza 5,0 do 7,0%. Mieszankę wbudowywano przy zawartości powietrza 3,5÷5,5%. Łącznie zebrano kilkadziesiąt wyników, które pozwoliły na określenie zależności pomiędzy wytrzymałością betonu a zawartością powietrza (rys. 3). Uzyskana

(6)

zależność wykazała, że spadek wytrzymałości zastosowanego betonu wraz ze wzrostem napowietrzenia jest w naszym przypadku nieco niższy od podawanego w literaturze [2].

Skrajne wartości napowietrzenia pochodzą z próbek pobranych na budowie lub podczas wykonywania zarobów próbnych, w celu „ustawienia powietrza”.

Rys. 3. Zależność wytrzymałości na ści- skanie po 28 dniach betonu B37 F150 W8 od stopnia napowietrzenia

Uzyskano bardzo dobre parametry trwałości tego betonu. Mrozoodporność okre- ślona metodą zwykłą wykazała co najwyżej 8% spadku wytrzymałości po 150 cyklach, przy braku złuszczeń powierzchniowych, rys i praktycznie bez spadku masy (0÷0,3%).

W badanym zakresie napowietrzenia betonu nie stwierdzono zależności pomiędzy ilością powietrza a odpornością na działanie mrozu.

4.3. Beton B30 F150 W8 na oczepy pali estakady i parkingu

Podczas produkcji tego betonu wystąpiły podobne trudności jak przy mieszankach opartych na cemencie portlandzkim. Po pewnym czasie jednak prawidłowe ustalenie właściwej ilości domieszki napowietrzającej przestało być problemem, chociaż każde kolejne betonowanie musiało być poprzedzone wykonaniem zarobu próbnego, pomiarem ilości powietrza i często wynikającą z niego korektą. W efekcie jednak uzyskano beton o wysokiej mrozoodporności. Wyniki badania odporności tego betonu na działanie mrozu metodą zwykłą wg PN-88/B-06250 przedstawiono w tabeli 1.

(7)

6

7 Tabela 1. Mrozoodporność betonu B30 F150 W8

Barg Laboratorium Laboratorium Cementowni Ożarów

Spadek wytrzymałości na

ściskanie [%] 6,5 7,0÷11,3

Zmiana masy próbek [%] 0,0 -0,7÷ +0,2

Co ważne uzyskano wysoką mrozoodporność przy stosunkowo niskiej klasie wy- trzymałości betonu i przy stosowaniu spoiwa opartego na cemencie hutniczym, w ilości nie większej niż 320 kg na 1 m³ betonu.

4.4. Beton B35 F200 na nawierzchnię lotniska

Konsystencja tego betonu w chwili dostawy musiała odpowiadać parametrom maszyny układającej. Tylko najcięższa z nich (CMI o masie około 30 ton) mogła układać mieszankę o konsystencji K-2. Beton ten był zatem transportowany wywrotkami. Pozostałe dwa rozściełacze wymagały większego upłynnienia mieszanki do konsystencji 30 – 50 mm opadu stożka, co wymagało już użycia betonomieszarek.

Z dziennej dostawy pobierano 3 do 6 belek do badania wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu i kilkanaście próbek do badania wytrzymałości. Okresowo wykonywano też próbki do badania mrozoodporności i odporności na działanie soli odladzających.

W tabeli 2 przedstawiono wymagania zawarte w specyfikacji IBDiM oraz uzyskane wyniki. Wszystkie parametry opisane w specyfikacji zostały spełnione. W kilku przypadkach niezbędne było badanie wytrzymałości na rozciąganie przy zginaniu po 56 dniach. W tym terminie parametr ten we wszystkich przypadkach spełnił wysokie wymagania specyfikacji.

Odporność na działanie środków odladzających według wymagań normy PN-EN 1338:2004 Betonowa kostka brukowa [3] powinna się wyrażać jako co najwyżej 1kg masy materiału złuszczonego na 1 m² powierzchni. W przeprowadzonych badaniach uzyskano wyniki w zakresie 0,15÷0,20 kg przy zastosowaniu dwukrotnie większej ilości cykli.

Tabela 2. Wymagania dla betonu według specyfikacji technicznej IBDiM i uzyskane wyniki badań

Lp. Badana cecha betonu Jm Wymagania Uzyskane

wyniki 1 Wytrzymałość na ściskanie R_c²⁸ zapewniająca

klasę betonu - B35 45÷55

2 Wytrzymałość na ściskanie R_c⁷ nie niższa niż MPa 30 35÷42 3 Wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu

R_r²⁸ nie niższa niż MPa 5,5 5,4÷7,1

4 Nasiąkliwość wagowa, nie więcej niż % 5,0 nie badano

5 Stopień mrozoodporności uzyskany po bada-

niu metodą bezpośrednią, nie mniej niż - F 200

F 200 spadek wy- trzymałości

3,5÷8,5%

6 Odporność na działanie środków odladzają- cych po 56 cyklach

wg PN-EN 1338:2004 kg 1,0 0,15÷0,20

(8)

Piotr Jarszewski, Krzysztof Masłowski

5. Podsumowanie

Zorganizowanie dostaw betonu na rozbudowę Międzynarodowego Portu Lotniczego im.

Fryderyka Chopina było dużym przedsięwzięciem organizacyjnym. W okresie największe- go spiętrzenia dostaw beton był wytwarzany w 3 wytwórniach położonych w odległości 1, 2,5 i 6 kilometrów od placu budowy. Łączna pojemność mieszalników tych wytwórni wynosi 7 m³, a wydajność ponad 200 m³ na godzinę.

Dostawy betonu odbywają się pod ciągłym nadzorem Barg Laboratorium. Wykonawca skrupulatnie przestrzega zachowania właściwych, podanych w specyfikacji, parametrów mieszanki, czyli odpowiedniej konsystencji i napowietrzenia. Nieliczne przypadki (po- niżej 1% wszystkich dostaw) niewłaściwego poziomu napowietrzenia były na bieżąco korygowane i w praktyce dostawy betonu przebiegały bezproblemowo.

Uzyskane w różnych laboratoriach wyniki badań betonu wykazały zgodność para- metrów wytrzymałości i trwałości z wymaganiami zawartymi w specyfikacjach.

Literatura

[1] Rozbudowa Międzynarodowego Portu Lotniczego im. Fryderyka Chopina w Warszawie. Specyfikacja techniczna prac prowadzonych na płycie lotniskowej MPL Okęcie. Instytut Badawczy Dróg i Mostów Warszawa 2005.

[2] Neville A.M.: Właściwości betonu. Kraków 2000.

[3] PN-EN 1338:2005 Betonowa kostka brukowa. Wymagania i metody badań.

Podziękowania

Autorzy dziękują Panu Marcinowi Sawickiemu – dyrektorowi Konsorcjum za udzielenie informacji niezbędnych do napisania tego referatu.