Stabilitné opatrenia na zosuvnom území stavby D1 Hubová – Ivachnová nad obcou Lisková
Stabilitné opatrenia zosuvného územia stavby D1 Hubová – Ivachnová nad obcou Lisková v úseku km 12,083 – 12,350 predstavujú komplexné riešenie problému predmetnej lokality na základe najnovších poznatkov. Ich netypický návrh odzrkadľuje zložitosť geologickej skladby daného územia a potvrdzuje nevyhnutnosť vykonania dôkladného a podrobného inžinierskogeologického prieskumu s následným monitoringom už v štádiu projektovej prípravy stavby.
Nový úsek diaľnice D1 Hubová – Ivachnová sa začína mimoúrovňovou križovatkou Hubová, kde je diaľnica napojená na existujúcu cestu I/18. Trasa prekonáva mostom SO 201 cestu I. triedy I/18, rieku Váh a železničnú trať Košice – Žilina, ďalej vedie severným svahom údolia Váhu ponad obec Hrboltová, kde vchádza do tunela Čebrať, realizovaným pod rovnomenným horstvom, a vychádza pred mimoúrovňovou križovatkou Likavka na východnej strane. Odtiaľ pokračuje pod hradom Likavka, severným obchvatom obcí Martinček a Lisková a mostom SO 216, ktorým prekonáva cestu III. triedy Liptovská Teplá – Lisková, opätovne zmienenú železničnú trať a rieku Váh. Následne sa nový úsek diaľnice s dĺžkou 14 920 m na svojom konci plynulo napojí pri obci Ivachnová na sprevádzkovaný úsek diaľnice D1 smerom do Košíc.
Objednávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť, a. s., Bratislava, zhotoviteľom je Združenie Čebrať s vedúcim členom OHLA, a. s., Brno a členom združenia, spoločnosťou VÁHOSTAV-SK, a. s., Bratislava. Generálnym projektantom stavby je združenie spoločností DOPRAVOPROJEKT, a. s., Bratislava, a GEOCONSULT, s. r. o., Bratislava. Stavba sa realizuje podľa zmluvných podmienok žltého FIDIC-u. Trasa predmetného úseku vedie geologicky náročným územím.
Na základe výsledkov dodatočného inžinierskogeologického prieskumu v pôvodnej trase od západného portálu tunela Čebrať smerom na Hubovú bolo nutné stavbu preprojektovať, zmeniť jej trasu a predĺžiť tunel. Problémy neobišli ani východnú časť stavby, kde bolo takisto nutné vyriešiť na základe dodatočných prieskumov a súvisiacich meraní stabilitné problémy v trase nad obcou Lisková, resp. úsek pred napojením na existujúcu diaľnicu pozdĺž obce Ivachnová. V článku sa budeme zaoberať geotechnickým riešením zosuvného územia nad obcou Lisková v staničení úseku km 12,083 – 12,350 vrátane opisu realizácie. Zhotoviteľom časti predmetných stabilitných opatrení (8 ks stabilizačných šachiet) je spoločnosť VÁHOSTAV-SK.
Technické riešenie komplexných stabilitných opatrení
V predmetnej lokalite boli v rámci prvej etapy inžinierskogeologického prieskumu (2001) identifikované potenciálne zosuvné oblasti. Na základe toho sa následne riešil a realizoval inžinierskogeologický prieskum zohľadňujúci prítomnosť zosuvného územia. Podrobný prieskum z roku 2006 konštatoval na základe prvých inklinometrických meraní, že zosuv v km 12,016 – 12,295 mal teoreticky nedostatočnú stabilitu iba pri bazálnom priebehu klznej plochy, ktorá je však z dôvodu zachytenia fluviálnych štrkov v overovacom vrte J-356 celkovo nereálna. Projektová dokumentácia pre stupeň DSP preto na základe odporúčaní vyššie uvedených prieskumov navrhovala odvodnenie predmetných zosuvných území vejármi odvodňovacích vrtov. Na základe výsledkov priebežného monitoringu počas výstavby sa v roku 2017 rozhodlo s prihliadnutím na stabilitné pomery tohto úseku o doplnkovom inžinierskogeologickom a hydrogeologickom prieskume, zameranom na doplnenie jadrových inklinometrických a hydrogeologických vrtov v zosuvnom území pri Liskovej, posúdenie súčasnej stability zosuvných svahov v trase diaľnice D1 v km 11,650 – 12,500 a na návrh sanačných opatrení v danom úseku.
Súčasný návrh stabilitných opatrení tak vychádza zo záverov doplnkového prieskumu, ako aj zo zhodnotenia stabilitných pomerov na základe aktuálnych výsledkov GTM, vydaného firmou EDGE INVESTMENT, s. r. o., v máji 2021. Centrálna časť svahovej deformácie v úseku km 12,100 – 12,383 dosahuje dĺžku 1 024 m, šírku max. 440 m a predstavuje hlavný zosuvný prúd v území. Zložená je z potenciálnych,dočasne stabilizovaných prúdových zosuvov a výrazných blokových porúch. V hornej časti zosuvného územia bol zaznamenaný recentný zátrh v dĺžke približne 40 m. V priestore výstavby došlo na jeseň 2020 k rýchlemu nárastu deformácií územia. Tie boli zachytené inklinometrom IV-56, situovaným zhruba v km 12,150 pri budúcom pilieri P3 estakády. Od 17. 11. 2020 vykazoval tento inklinometer zvýšené pohyby od 5 mm/2 týždne až do 10 mm/2 týždne. Posledné meranie vo februári 2021 ukazovalo upokojenie posunov, ktoré mohlo byť spôsobené buď nižším množstvom vsakovaných zrážok v mrazivom období, alebo nájdením vyváženej polohy zosuvného bloku zeminy.
Na zaistenie mierne aktívnych zosuvov v komplexe zosuvného územia tzv. liskovského zosuvu boli navrhnuté stabilitné opatrenia, ktoré riešia návrh konštrukcií zaisťujúcich stabilitu diaľničného telesa pre dlhodobú premávku objektu SO 101-00 v úseku km 12,083 – 12,350. Založenie pilierov estakády je ochránené proti nežiaducim deformáciám od zosuvných pohybov stabilizačnými šachtami. Rovnakú funkciu má aj ochranná pilótová stena mostnej opory na pomedzí estakády a mosta SO 216-00, situovaná v staničení km 12,284 – 12,332 a kotvená pilótová stena na zaistenie stability mostnej opory estakády v úseku km 12,083 – 12,106 (obr. 1).
V úseku 12,086 – 12,294, ktorý prechádza centrálnou časťou svahovej deformácie, vedie trasa diaľnice estakádou približne v úrovni pôvodného terénu. V tejto časti sú umiestnené štyri dvojice mostných pilierov, oddelené pre každý jazdný pás. Ochrana pilierov estakády je navrhnutá pomocou špeciálnych stabilizačných šachiet, ktorých konštrukciu tvoria dva šachtové piliere so svetlým priemerom 8,02 m, v ktorých budú umiestnené mostné piliere s kruhovým plošným základom, resp. hlbinným základom (P5) oddilatovaným od šachtového piliera. Základy sú umiestnené v hĺbke 19,0 – 24,0 m pod súčasným terénom tak, aby kontaktnú základovú pôdu tvorili buď štrky riečnej terasy Váhu, alebo málo zvetrané horniny flyšového súvrstvia v úrovni pod bazálnou šmykovou plochou. Ochranné šachty (obr. 2 a 3) sú konštruované z prevŕtavaných pilót s Ø 880 á cca 670 mm s dĺžkou 16,0 – 19,0 m. Jednu šachtu tvorí 21 primárnych (nevystužených) pilót a 21 sekundárnych (vystužených) pilót. Po výške sú šachty rozoprené v 4 až 5 úrovniach železobetónovými prstencami s rozmerom 0,7 × 0,7 m. Z dôvodu pôsobenia ťahových síl od zosuvu je navrhnuté prikotvenie ochranných šachiet predpätými 8-pramencovými kotvami s dĺžkou 27,0/7,0 m. Tie budú realizované cez prestupy z rúrky 245/6,3 v sekundárnych vystužených pilótach, spolu bude 7 kotiev na 1 šachtu. Prestupy sú cez dosku stabilizačnej vane a cez celú dĺžku pilóty.
Šachty sú v korune uložené do stabilizačných vaní. Kontinuálne deformácie zaisťuje kotvenie pilót cez dosku vane. Vane majú šípovitý pôdorysný tvar so šírkou 14 m a dĺžkou kolmo na svah 36,0 m a ich úlohou je zachytiť čiastočne povrchové zosuvy v zosuvných delúviách a usmerniť svahové pohyby mimo oblasť pilierov. Vane majú steny s hrúbkou 0,8 m a dosku s hrúbkou 1,2 až 1,26 m a po vybudovaní šachiet budú betónované na podkladový betón s hrúbkou 100 mm. Vstup do stabilizačnej vane bude zamedzený oplotením s výškou 2,0 m a bude možný iba pre obsluhu pomocou bránky. Z dôvodu kontroly pilierov a šácht je v doske každej stabilizačnej vane navrhnutý vstupný otvor s rozmerom 0,8 × 0,8 m, ktorým sa dá pomocou rebríkov dostať na revízne lávky vnútri šachty. Šachty majú pri pilieroch v km 12,124 400 a 12,168 400 štyri podzemné podlažia a pri pilieroch v km 12,212 400 a 12,256 400 päť podlaží (= 4 medziľahlé plošiny). Hlavné nosníky plošín okolo pilierov budú tvoriť kompozitné U profily, doplnené v ploche priečnikmi z I profilov. Plocha revíznych lávok všetkých podzemných podlaží bude krytá kompozitným roštom. Vody, ktoré presiaknu do šachty, budú odvádzané zo zberného vpustu cez oceľové výtlačné potrubie do revíznej šachty a odtiaľ kanalizačnou prípojkou cez uličný vpust so sifónom a s filtrom do plastovej revíznej šachty umiestnenej pred napojením do kanalizácie diaľnice – stoky SO 500-00(2).
Na ochranu opory mosta SO 216-00 pred nežiaducimi deformáciami je navrhnutá ochranná konštrukcia z kotvenej pilótovej steny. Táto pilótová stena VI má oblúkový pôdorys a je situovaná vo svahu nad oporou na ľavej strane diaľnice v smere staničenia. Konštrukciu tvorí dvojrad pilót s Ø 1 300 mm a dĺžkou 25,0 m v osovej vzdialenosti 1,4 m v každom rade. Vzájomná vzdialenosť radov je 1,4 m, stena obsahuje spolu 69 ks pilót. Je kotvená cez kotevný prah v korune jedným radom predpätých 8-pramencových kotiev s dĺžkou 70,0 m s injektovaným koreňom s dĺžkou 18,0 m. Vzájomná vzdialenosť kotiev v rade je 1,4 m, sklon kotiev je navrhnutý s ohľadom na malú osovú vzdialenosť striedavo 22° a 25° od horizontály, spolu ide o 32 ks kotiev. Celková dĺžka pilótovej steny je 49,0 m. Pilótová stena III je situovaná v päte násypového telesa v spodnej časti zosuvu na pravej strane v smere staničenia.
Konštrukciu tvorí jeden rad pilót s Ø 1 500 mm s dĺžkou 16,0 m v osovej vzdialenosti 1,8 m. Spolu je navrhnutých 10 ks pilót. Pilótová stena je kotvená cez kotevný prah v korune jedným radom predpätých 6-pramencových kotiev s dĺžkou 48,0 m s injektovaným koreňom s dĺžkou 18,0 m. Vzájomná vzdialenosť kotiev v rade je 1,8 m, sklon kotiev je navrhnutý vzhľadom na malú osovú vzdialenosť striedavo 17° a 23° od horizontály, spolu ide o 11 ks kotiev. Dĺžka pilótovej steny je 23,4 m.
Realizácia stabilizačných šachiet
Výstavba 8 kusov stabilizačných šachiet prebiehala v období od júla do novembra 2021 na úseku diaľnice v staničení km 12,111 – 12,264. V rámci prípravných prác boli zriadené vodiace železobetónové múriky, pracovné plošiny na budovanie vŕtaných veľkopriemerových pilót, zrealizované výkopy a zaistené svahy okolo ochranných vaní pomocou striekaného betónu a klincov. Následne sa pristúpilo k vŕtaniu primárnych (nevystužených) betónových pilót postupne tak, že boli vyvŕtané striedavo, v rámci vodiacich múrikov ako každá druhá (obr. 2 a 4).
Postupne sa jednotlivé dvojice primárnych pilót „prerezali“ sekundárnou pilótou, ktorá bola už vystužená armokošom a zaisťovala nosnú funkciu. Do vybraných sekundárnych pilót bola zabudovaná chránička na prikotvenie ochranných šachiet (7 ks/šachtu) a inklinometre (4 ks/šachtu). Práce prebiehali kontinuálne, s cieľom splniť termín realizácie boli nasadené tri vŕtacie súpravy na vŕtanie veľkopriemerových pilót a dve vŕtacie súpravy na maloprofilové vŕtanie kotiev a klincov.
Po dovŕtaní veľkopriemerových pilót šachty bol vybudovaný rozperný železobetónový prstenec a vykopala sa príslušná etáž po úroveň nasledujúceho prstenca. Jednotlivé prstence boli zrealizované vždy po odkope príslušnej etáže, čím zaisťovali rozpernú funkciu. V prvej etáži boli výkopy realizované veľkým rýpadlom s dočistením malým rýpadlom. Ostatné etáže boli vykopané malým rýpadlom, s transportom výkopku pomocou oceľového kontajnera s výsypným pákovým mechanizmom, vertikálne zaveseným na lane žeriavu. Výkopok sa následne vysypal mimo šachty (obr. 5).
Práce od hĺbky približne 6 m (odkop tretej etáže a hlbšie) sú definované v zmysle platných banských bezpečnostných predpisov ako činnosť vykonávaná banským spôsobom, takže ich pokračovanie a spôsob boli ohlásené miestne príslušnému obvodnému banskému úradu. V súlade s banskými predpismi bolo pracovisko sprístupnené zvislým rebríkom s ochrannou konštrukciou a nepretržitým núteným odvetrávaním (obr. 6).
Pracovníci pracujúci v stabilizačnej šachte boli náležite poučení a vybavení signalizačnými zariadeniami na detekciu nebezpečných plynov a obsahu kyslíka O2. Práce viedli odborne spôsobilé osoby s oprávnením na činnosť vykonávanú banským spôsobom, všetko zamestnanci spoločnosti VÁHOSTAV-SK. Práce špeciálneho zakladania realizovala dcérska spoločnosť VHS Geotech, s. r. o., Bratislava. Na stabilizačných šachtách to boli kotvy, klince, zaistenie svahov a majoritná časť veľkopriemerových pilót jednotlivých šácht. Okrem týchto prác išlo tiež o kotvenie pilótovej steny VI. kotvami s dĺžkou 70 m a zakladanie podpery v šachtách 5L/P estakády sústavou vŕtaných mikropilót v hĺbke približne 16 m pod úrovňou terénu.
Na realizáciu prác a následné obdobie piatich rokov (alebo až do ustálenia svahových pohybov) bol vypracovaný komplexný monitoring ochranných šachtových pilierov estakády v km 12,086 400 – 12,294 400, ktorý pozostáva z týchto činností:
– meranie deformácií v inklinometrických vrtoch + geodetické merania v zosuve;
– meranie deformácií ochrannej konštrukcie pilierov geodetickým meraním; na korune steny stabilizačnej vane budú osadené geodetické značky;
– meranie deformácií pilót šachiet inklinometrami osadenými do pilót počas ich vyhotovenia;
– meranie zachovania tvaru šachtových pilierov extenzometrami na hornom a spodnom výstužnom rebre;
– skúšky integrity (PIT) všetkých pilót po dokončení ich betonáže;
– meranie síl na predpätých lanových kotvách dynamometrami aj po dokončení konštrukcie.
Záver
Stabilitné opatrenia zosuvného územia stavby D1 Hubová – Ivachnová nad obcou Lisková v úseku km 12,083 – 12,350 predstavujú komplexné riešenie problému predmetnej lokality na základe najnovších poznatkov. Ich netypický návrh odzrkadľuje zložitosť geologickej skladby daného územia so všetkými dôsledkami a potvrdzuje nevyhnutnosť vykonania dôkladného a podrobného inžinierskogeologického prieskumu s následným monitoringom už v štádiu projektovej prípravy stavby. Jeho poctivé vykonanie a správna interpretácia umožňujú optimálny časový a ekonomický návrh riešenia. Akékoľvek dodatočné opatrenia obvykle dostávajú realizovanú stavbu do časového sklzu, ruka v ruke s nevyhnutným navýšením ceny stavby, čo spravidla nie je optimálne ani pre objednávateľa, ani pre zhotoviteľa stavby. No v prípade, že sa zistia, je ich realizácia nevyhnutná, čo musia zmluvné strany akceptovať, aj keď to predstavuje obvykle neprimerane dlhý čas projektovej a nezriedka aj inžinierskej činnosti a následne náročné obojstranné vyjednávanie o spôsobe realizácie, termínoch a cene takýchto prác.
Aj zmienené stabilitné opatrenia sú predmetom cenového vyjednávania s objednávateľom, ktoré stále nie je ukončené. Napriek tomuto faktu ich Združenie Čebrať v dobrej viere aktívne realizuje s víziou konštruktívnej dohody s objednávateľom o cene a v snahe nevyhnutne nepredlžovať záverečný termín ukončenia stavby. K tomu prispeli nemalou mierou aj spoločnosti skupiny VÁHOSTAV-SK včasným a kvalitne zrealizovaným dielom – výstavbou 8 kusov stabilizačných šácht v období od júla 2021 do novembra 2021 na úseku diaľnice v staničení km 12,111 – 12,264 v rámci stabilitných opatrení zosuvného územia stavby D1 Hubová – Ivachnová nad obcou Lisková.
TEXT: Ing. Mojmír Štefanec, Ing. Ján Suchý, Ing. Lenka Glovová
FOTO A OBRÁZKY: VÁHOSTAV-SK
Mojmír Štefanec pôsobí v spoločnosti VÁHOSTAV-SK ako obchodný riaditeľ divízie Slovensko. Ján Suchý je hlavný stavbyvedúci strediska Tunely v spoločnosti VÁHOSTAV-SK a Lenka Glovová pôsobí ako pracovník obchodného útvaru divízie Slovensko tejto spoločnosti.
Zdroje:
1. Dokumentácia realizácie stavby pre objekt Diaľnica v km 7,000 – 15,275, Stabilitné opatrenia – časť F.II – km 12,083 – 12,350 vypracovaná spoločnosťou Amberg Engineering Brno pre generálneho projektanta Združenie D1 Hubová – Ivachnová s vedúcim členom DOPRAVOPROJEKT, a. s., Bratislava.
2. VÁHOSTAV-SK, a. s., Bratislava.
3. www.ndsas.sk.
