Inštalácia injekčných zavŕtavacích kotevných prvkov v urbanizovanom priestore
Prvá časť článku sa venuje náhrade zabezpečenia výťahových šácht a podchodu s prístupovou rampou štetovnicami na stavbe rekonštrukcie železničnej stanice v Košiciach. Z dôvodu nedostatočného priestoru na inštaláciu štetovníc sa zabezpečenie realizovalo klincovaním steny výkopu zavŕtavacími klincami MAI SDA pod koľajové lôžko a založenie oporných stien na zavŕtavacích mikropilótach MAI SDA.
Obdobne boli zabezpečené aj stĺpy trolejového vedenia blízko výkopu. Druhá časť článku sa zaoberá založením novej konštrukcie prístavby Múzea moderného umenia Andyho Warhola v Medzilaborciach na mikropilóty typu MAI SDA, ktoré boli realizované po celom obvode budovy.
Budovanie geotechnických objektov a systémové zakladanie stavieb v silno urbanizovanom prostredí čelí niekoľkým významným prekážkam – toto sú niektoré z nich:
• obmedzený priestor – hustá zástavba je často obmedzujúcim faktorom pre stavebné práce, skladovanie materiálov a logistiku,
• existujúca infraštruktúra – prítomnosť dopravných koridorov, podzemných, ale aj nadzemných inžinierskych sietí, ako sú vodovody, kanalizácie, elektrické a komunikačné káble či trolejové vedenia môže mať rozhodujúci vplyv na výber vhodného technického riešenia,
• vplyv stavebných prác na okolité prostredie – stavebné práce spôsobujúce hluk a vibrácie môžu narúšať každodenný život obyvateľov v okolí, čo môže viesť k vymedzeniu času, keď sa práce môžu realizovať; v krajnom prípade môže byť požadovaná zmena technológie zakladania,
• inžiniersko-geologické pomery – základové pomery v mestách sú zásadným spôsobom ovplyvnené činnosťou človeka; hlavne staršia, prípadne historická zástavba skrýva nejedno prekvapenie ako fragmenty starších objektov v podzákladí, nezhutnený stavebný odpad, netesné kanalizácie či kaverny v podobe nezasypaných pozostatkov pivníc a studní,
• kontaminácia – na parcelách po bývalých priemyselných areáloch sa často nachádza zakopaný odpad z výroby, znečistenie z technologických procesov (ropné produkty, chemikálie) alebo znečistenie spôsobené napríklad bombardovaním priemyselných podnikov.
Na úspešné zvládnutie týchto úskalí sa vyžaduje dôsledný stavebno-technický a inžiniersko-geologický prieskum, odborné plánovanie, variantné posúdenie možností zakladania, spolupráca všetkých zainteresovaných strán a precízna realizácia.
Využitie injekčných zavŕtavacích kotevných prvkov
Na základe bohatých predchádzajúcich skúseností sa v oboch spomínaných prípadoch pre realizáciu mikropilót a zemných klincov využila technológia na báze injekčných zavŕtavacích kotevných tyčí MAI SDA, inštalovaných malou, plne hydraulickou vrtnou súpravou MORATH. Vrtná súprava bola osadená na minibager a v prípadoch vŕtania zo stiesnených priestorov na malý pásový podvozok alebo pojazdný rám.
V urbanizovanom priestore bývajú vrchné vrstvy základovej pôdy tvorené navážkami s hrúbkou aj niekoľko metrov. Hlavne v centrách historických miest sú tieto navážky často pozostatkami z požiarov, keď bolo zhorenisko jednoducho zrovnané a centrum sa začalo stavať nanovo. V niektorých mestách sa to počas histórie zopakovalo aj niekoľkokrát. Často potom dochádza k situácii, keď sa v hĺbke aj okolo 6 m narazí pri vŕtaní na drevený trám z krovu alebo na fragment klenby bývalého suterénu, pod ktorým je kaverna veľká aj 1 m3.
Prekvapiť vedia aj pozostatky studní, ktoré občas stále plnia svoju funkciu a dokážu doviesť do stavebnej jamy nečakané množstvo vody. Ďalším bežným materiálom navážok je stavebný odpad, ktorý vznikol pri výstavbe nových objektov. Takýto odpad bolo prácne niekam odvážať, preto bol jednoducho zakopaný v okolí. Skladba takejto navážky býva preto obohatená o časti oceľovobetónových prefabrikátov, plastových rúr, geotextílií, elektrických inštalácií a s trochou „šťastia“ sa dá na moderných sídliskách natrafiť aj na pozostatky prefabrikovaného bytového jadra.
Metóda inštalácie injekčných zavŕtavacích mikropilót a zemných klincov (vŕtanie pod cementovým výplachom a dynamická injektáž) zabezpečuje účinný prenos zaťaženia z hornej stavby do podzákladia a vyplnenie kaverien a dutín v navážkach počas zavŕtavania.
Zabezpečenie stavebnej jamy pri výstavbe podchodu na železničnej stanici v Košiciach
Hlavná železničná stanica v Košiciach má bohatú históriu, ktorá sa začína v 19. storočí počas obdobia industrializácie a rozvoja železničnej dopravy v Uhorsku.
Prvá železničná stanica v Košiciach bola otvorená v auguste 1860 ako súčasť trate Košice – Miškolc. Neskoršie sprevádzkovanie Košicko-Bohumínskej železnice malo veľký význam pre rozvoj priemyslu a obchodu v regióne, keďže umožnilo prepojenie východnej časti Uhorska so severom a západom.
Pôvodná stanica bola umiestnená v oblasti, kde sa dnes nachádza súčasná hlavná stanica. Vzhľadom na rastúci objem prepravy a potrebu modernizácie bola medzi rokmi 1899 a 1906 postavená nová staničná budova, ktorá nahradila pôvodnú. Počas prvej a druhej svetovej vojny prešla stanica niekoľkými zmenami a opravami v dôsledku vojnových škôd.
V medzivojnovom období pokračoval rast dopravy a stanica sa stala jedným z hlavných dopravných uzlov v regióne. V 50. rokoch 20. storočia sa začala ďalšia fáza modernizácie, ktorej cieľom bolo prispôsobiť stanicu novým technickým a prevádzkovým požiadavkám. Rekonštrukcia zahŕňala aj výstavbu nových nástupíšť a zlepšenie infraštruktúry. V 70. rokoch bola budova stanice opäť rekonštruovaná, aby vyhovovala rastúcim potrebám cestujúcich a zvyšujúcemu sa objemu dopravy.
Dnes slúži hlavná železničná stanica v Košiciach ako dôležitý dopravný uzol pre cestujúcich v rámci Slovenska aj medzinárodnej dopravy. Po zavŕšení rekonštrukcie odbavovacej haly pristúpili Železnice Slovenskej republiky ku komplexnej rekonštrukcii nástupíšť. Projekt je v realizácii od roku 2021 a v súčasnosti finišuje. Súčasťou projektu je obnova troch nástupíšť, ôsmich koľají a 27 výhybiek. Hlavnými cieľmi sú modernizácia infraštruktúry, zlepšenie energetickej efektívnosti, zlepšenie kvality služieb pre cestujúcich, zvýšenie kapacity a zlepšenie funkčného usporiadania.
Na rekonštruovanom nástupišti č. 2 sa realizovali dva nové výťahy a rampa k podchodu, ktoré sa napojili na južný podchod (odchodový) v mieste existujúcich schodísk. V podpovrchovej časti sa tieto konštrukcie realizovali ako železobetónové, v nadzemnej časti v priestore nástupišťa ako oceľové – presklené.
Na účely zakladania nových objektov nebol zrealizovaný inžinierskogeologický prieskum, vychádzalo sa z archívnych prieskumov. Zeminy v podloží sú tvorené (odhora dole) štrkmi, ktoré postupne prechádzajú do piesčito-ílovitej hliny s výskytom ílovitého štrku. V hĺbke viac ako cca 4 m sa nachádzajú štrky.
Výťahová šachta
Výťahová šachta bola zrealizovaná v mieste bývalého schodiskového ramena. Jama bola zabezpečená nepredpínanými kotevnými prvkami s dĺžkou 6, resp. 8 m. Ako výstuž boli použité zavŕtavacie injekčné kotvy s Ø 32 mm (MAI SDA R 32 L) v rastri cca
1,25 m (h) × 1,5 m (š), ktoré boli zavŕtavané korunkou s priemerom 90 mm. Kotevné prvky sa realizovali v troch etážach, pričom výška každej z nich bola približne 1,25 m.
Kotevné prvky boli injektované cementovou zmesou hneď počas realizácie – na každú časť sa po odkopaní a navŕtaní aplikovala vrstva striekaného betónu tr. C25/30 s hrúbkou 150, resp. 100 mm s dvoma vrstvami KARI siete s rozmermi oka 100 × 100 × 10 mm. Po zatuhnutí betónu bolo možné realizovať ďalšiu etáž. Aj keď sa práce robili po častiach, stále hrozilo riziko odvalu zeminy, čo sa nakoniec aj v poslednej časti stalo – vďaka práci po častiach však iba v malom množstve. Odval sa ukotvil a vyplnil betónom.
Práce boli vykonávané vo veľmi stiesnených podmienkach (obr. 1).
Rampa do podchodu
Situácia na rampe bola obdobná ako pri výťahovej šachte, keďže spolu susedia. Požiadavkami bolo zabezpečiť steny výkopu (obr. 2), založiť základový pás pod steny múru na mikropilóty a zabezpečiť stĺpy trolejového vedenia proti vyvráteniu počas realizácie rampy.
Zvolilo sa zabezpečenie jamy kotvením zavŕtavacími tyčami MAI SDA R 38 N. Pôvodný návrh počítal s realizáciou štetovnicovej steny, štetovnice však z dôvodu stiesnených pomerov nebolo možné zrealizovať – nebolo reálne premiestniť potrebnú techniku na stavbu. Ako náhradné a jediné realizovateľné riešenie v daných podmienkach sa zvolilo kotvenie a torkrét.
Rampa sa začala realizáciou výkopu v prvej etáži do hĺbky cca 1,25 m, aby sa nepoškodilo koľajové lôžko vedľajšej koľaje, čo by znemožnilo používanie koľaje. V prvom kroku sa navŕtali kotevné prvky na báze zavŕtavacích tyčí MAI SDA R 38 N v dvoch radoch, aby mohol byť výkop zabezpečený KARI sieťami. Po ich nainštalovaní sa nastriekal torkrét. Takto sa pokračovalo v troch etážach pod uhlom. Kotevné prvky sa vŕtali v rastri 1,25 m × 1,25 m, ich dĺžka bola 5 m. Mikropilóty pod základový pás mali dĺžku 7 až 10 m.
Zabezpečenie stĺpov trolejového vedenia
Aby bola garantovaná plynulosť koľajovej dopravy, museli sa zabezpečiť aj stĺpy trolejového vedenia. Z dôvodu výkopu a občasných vývalov zeminy spod základov stĺpov bolo potrebné stĺpy zabezpečiť. Navrhnuté bolo zabezpečiť stĺpy prevŕtaním ich pätky mikropilótou zvrchu a z výkopu vŕtať kotvy, prikotviť KARI siete a nastriekať torkrét. Zabezpečenie stĺpov sa zrealizovalo deviatimi kusmi mikropilót s dĺžkou 8 m pomocou zavŕtavacích tyčí MAI SDA R 38 N. Po zatvrdnutí sa na mikropilóte spravila jej klasická hlava a k nej bola ešte priečne medzi matice prikotvená tyč mikropilóty a dodatočne zvarená (obr. 3).
Na zabezpečenie zo strany výkopu boli navŕtané kotevné prvky s dĺžkou 5 až 6 m, na ktoré boli uchytené KARI siete a nastriekaný torkrét s hrúbkou 100 až 150 mm. Vznikli aj vývaly, ktoré boli vyspravené torkrétom.
Autorom projektového riešenia zakladania je Ing. Jozef Polák.
Založenie prístavby Múzea moderného umenia Andyho Warhola v Medzilaborciach
Múzeum moderného umenia Andyho Warhola v Medzilaborciach je prvým múzeom na svete venovaným tvorbe tohto slávneho umelca, ktorého rodina pochádza z tejto oblasti. Myšlienka založenia múzea sa zrodila na začiatku 80. rokov 20. storočia, oficiálne sa múzeum otvorilo na jeseň 1991. Pri jeho otvorení zohrala významnú úlohu aj spolupráca s bratmi Andyho Warholu Johnom a Paulom, ktorí poskytli cenné exponáty a artefakty. Cieľom múzea je nielen prezentovať diela Andyho Warhola, ale tiež podporovať súčasné umenie a umelcov prostredníctvom výstav, workshopov a kultúrnych podujatí.
História budovy, v ktorej sa dnes toto múzeum nachádza, siaha do konca 70. rokov 20. storočia, keď slúžila ako kultúrny dom. Po úpravách z konca 80. rokov už slúži ako múzeum a centrum moderného umenia. Budova prešla čiastkovými rekonštrukciami, jej vek a stav si však vynútil komplexnú rekonštrukciu, ktorá aktuálne prebieha. Keďže budova pôvodne slúžila ako kultúrny dom, súčasná rekonštrukcia ju komplexne adaptuje na požadované funkcie múzea a zároveň centra moderného umenia.
V podstate celá budova je už obkolesená novou oceľovou konštrukciou, ktorá okrem estetickej plní aj praktickú funkciu. Umožňuje prístup do priestoru strechy, ktorý je kompletne prestavaný s cieľom organizácie open-air kultúrnych podujatí.
Základovú pôdu v lokalite tvoria (odhora dole) navážky, pod nimi sa nachádzajú íly, prípadne ílovitá hlina, hlina s prímesou štrku, štrk zahlinený a v hĺbke od cca 4 do 6 m sa začína vrstva bridlíc, lokálne bol zaznamenaný pieskovec.
Pôvodný objekt múzea je založený na pilótach typu VUIS s priemerom 380 mm a dĺžkou 8 m. Zaťaženie od novej oceľovej konštrukcie (obr. 4), nových stien a nového výťahového jadra si tiež vyžiadalo použitie hĺbkového založenia.
Na založenie bola zvolená technológia mikropilót na báze injekčných zavŕtavacích kotevných tyčí MAI SDA (obr. 5). Výstuž mikropilót tvorí tyč MAI SDA R 38 N. Dĺžka mikropilót dosahuje 7 m, pri menej zaťažených stĺpoch 4 m. Mikropilóty v skupinách po dva a tri kusy sú ukončené oceľobetónovými pätkami. Časť mikropilót je umiestnená pod pásovými základmi nových exteriérových stien a vnútorného výťahového jadra. Autorom projektového riešenia zakladania je Ing. Viliam Hrubovčák.
Voľba technológie mikropilót na báze injekčných zavŕtavacích kotevných tyčí sa potvrdila ako vhodná. Počas inštalácie mikropilót sa na viacerých miestach ukázalo, že zeminové prostredie tvoria do väčšej hĺbky neskonsolidované navážky v podobe stavebného odpadu z obdobia budovania objektu. Vŕtanie s výplachom cementovým mliekom a s finálnou dynamickou injektážou umožnilo dôsledné vyplnenie zachytených dutín a nakypreného materiálu navážky, čím bol zabezpečený spoľahlivý prenos zaťaženia z hornej stavby do zeminového prostredia.
Záver
Záverom možno konštatovať, že použitie injekčných zavŕtavacích kotevných tyčí MAI SDA ako výstuže zemných klincov a mikropilót pri zakladaní stavieb a zabezpečení stavebných jám v husto urbanizovanom prostredí prináša rad výhod. Technológia poskytuje efektívne riešenie, ktoré je schopné adaptovať sa na rôzne geologické podmienky a priestorové obmedzenia. Táto inovatívna metóda tak prispieva k udržateľnému a bezpečnému rozvoju mestských oblastí.
TEXT: Ján Pasternák, Peter Kocnár
Ján Pasternák je pracovníkom spoločnosti INGSTAV GV, s. r. o., na pozícii stavbyvedúceho. Peter Kocnár je pracovníkom spoločnosti Minova Bohemia, s. r. o., na pozícii špecialistu geotechnika.
