Zlepšovanie podložia: Riešenie skládok odpadu aj kontaminovaných zemín je výzvou
Časopis Inžinierske stavby 
Spoločnosť Menard začala svoju činnosť na Slovensku v roku 2014, keď realizovala zlepšovanie podložia pod rýchlostnou cestou R2 pomocou technológie štrkových stĺpov. V začiatkoch boli práce na Slovensku zastrešené sesterskou spoločnosťou Soletanche (vtedy ešte Solhydro).
V roku 2020 bola založená samostatná spoločnosť Menard zakládání staveb, s. r. o., v Českej republike a jej organizačná zložka na Slovensku pod názvom Menard zakládání staveb SK, s. r. o., organizačná zložka, ktoré pokračujú v ďalších geotechnických projektoch u nás a v Českej republike.
Spoločnosť Menard je súčasťou skupiny stavebných firiem Soletanche Freyssinet a dôležitou súčasťou skupiny VINCI Construction – jednej z najväčších stavebných skupín na svete. Je prítomná vo viac ako 80 krajinách na každom kontinente od Ameriky cez Európu a Afriku až po Áziu a Austráliu. Ročne realizuje po celom svete viac ako 1 200 projektov.
Spoločnosť začala svoju činnosť na Slovensku v roku 2014 realizáciou zlepšovania podložia pod rýchlostnou cestou R2 technológiou štrkových stĺpov. V tom čase boli práce u nás zastrešené sesterskou spoločnosťou Soletanche (vtedy ešte Solhydro). V tomto konzorciu bolo realizovaných niekoľko projektov, napríklad zlepšovania podložia pod diaľnicou na:
- úseku D1 Lietavská Lúčka – Dubná skala pomocou technológie štrkových vibrostĺpov,
- D1 pri Prešove pomocou technológie štrkových vibrostĺpov,
- úseku D1 Budimír – Bidovce pomocou technológií vertikálnych drénov a dynamického zhutnenia,
- D4 pomocou technológií dynamického zhutnenia a zhutnenia pomocou rollera.
Okrem dopravných stavieb sa realizovalo aj zlepšovanie podložia pod priemyselnými stavbami, išlo napríklad o:
- výrobnú halu v Nitre, kde sa zlepšovalo podložie pod podlahou haly pomocou štrkových vibrostĺpov,
- výrobnú halu v Ilave, kde sa zlepšovalo podložie pod podlahou haly pomocou roztláčaných betónových stĺpov.
V roku 2020 bola založená samostatná spoločnosť Menard zakládání staveb, s. r. o., v Českej republike a jej organizačná zložka na Slovensku pod názvom Menard zakládání staveb SK, s. r. o., organizačná zložka. Menard Česko a Slovensko disponuje vlastným strojným vybavením a v prípade potreby dokáže zabezpečiť ďalšie stroje a pracovnú silu od sesterských spoločností z okolitých krajín.
To znamená, že spoločnosť je pripravená aj na rozsiahle a náročnejšie projekty a dokáže vyhovieť pri riešení rôznych geotechnických problémov od prieskumu cez projektovanie až po realizáciu a navrhovanie porealizačných opatrení. Takto ponúka klientom komplexné, inovatívne a efektívne riešenia.
Aktuálne projekty na Slovensku
V poslednom čase realizoval Menard na Slovensku dva významné projekty v sektore dopravných stavieb. Na obidvoch bola objednávateľom prác sesterská spoločnosť zo skupiny VINCI, spoločnosť EUROVIA SK, a. s.
Zlepšovanie podložia pod rýchlostnou cestou R2 na úseku Šaca – Košické Oľšany
Na prelome rokov 2022 – 2023 Menard zakládání staveb SK, s. r. o., org. zl., realizoval zlepšovanie podložia pod rýchlostnou cestou R2 na úseku Šaca – Košické Oľšany. Zlepšenie vlastností podložia sa dosiahlo pomocou technológie štrkových vibrostĺpov s priemerom 600 mm a s dĺžkou približne 8 – 10 m. V projekte bol navrhnutý štvorcový raster stĺpov vo vzdialenosti 2 m.
Ako výplňový materiál sa použilo drvené kamenivo s frakciou 0/63 mm. Spolu sa realizovalo približne 7 000 vibrostĺpov s celkovou dĺžkou 64 000 bm. Miestne geologické pomery vyžadovali, aby boli stĺpy najprv predvrtávané, následne vyplnené a postupne dotláčané (podrobný opis technológie nižšie).
Na predvrtávanie bola použitá vrtná súprava Bauer BG20 s vrtným náradím na roztláčané stĺpy (bez vývrtku) a na formovanie a vibrovanie štrkových stĺpov boli použité dve rýpadlá Komatsu s vibračnou rúrou (obr. 1).
Zlepšovanie podložia na rýchlostnej ceste R4 pri Prešove
V súčasnosti Menard zakládání staveb SK, s. r. o., realizuje zlepšovanie podložia na rýchlostnej ceste R4 pri Prešove. Sanácia podložia sa vykonáva rovnakou technológiou ako pri projekte vyššie, tzn. štrkovými vibrostĺpmi.
Priemer stĺpov je aj tu 600 mm, dĺžka približne 4 – 10 m, stĺpy sú v trojuholníkovom rastri vo vzdialenosti 2,5 – 3 – 3,5 m (na základe projektovej dokumentácie). Výplňovým materiálom je drvené kamenivo frakcie 8/32 mm.
Aby sme vyhoveli požiadavkám a harmonogramu objednávateľa, na stavenisku sme nasadili viacero strojov, a to rýpadlo Komatsu s vibračnou rúrou, vrtnú súpravu Enteco s vibračnou rúrou a vrtnú súpravu Bauer BG15 so špeciálnym vrtákom na realizáciu štrkových stĺpov (obr. 2, 3).
Opis technológie štrkových vibrostĺpov
Najobľúbenejšou a najviac používanou metódou sanácie podložia na Slovensku je práve technológia štrkových vibrostĺpov.
Štrkové vibrostĺpy sú realizované pomocou špeciálne navrhnutého hĺbkového vibrátora umiestneného na súprave, resp. stroji. V závislosti od hĺbky stĺpov to môže byť rýpadlo (maximálna dĺžka pilóty 7,0 m), vrtná súprava (maximálna dĺžka pilóty 20,0 m) alebo pásový žeriav (maximálna dĺžka pilóty 40,0 m). Technológia vibrovania sa skladá z troch hlavných etáp:
- ponorenie vibrátora – ponorenie do podložia do navrhovanej hĺbky; tento proces je často podporovaný prívodom stlačeného vzduchu, vody alebo zmesi vzduchu a vody,
- plnenie kamenivom,
- zhutnenie kameniva – pridávané kamenivo je zhutnené postupne, obvykle v krokoch po 0,5 m.
Vibrátor môže byť umiestnený aj na vrchu rúry. V tomto prípade prechádzajú vibrácie do pôdy cez rúru. Tento variant je bezpečnejší v mäkkých zeminách a v prípade, ak sa v blízkosti nachádzajú existujúce budovy.
Na formovanie štrkových stĺpov je potrebné použiť prírodné agregáty s rôznou zrnitosťou, t. j. štrk, štrkopiesok alebo drvené kamenivo, ktorého obsah jemnej frakcie je nižší ako 5 %. V závislosti od použitej metódy sa kamenivo dodáva násypnou rúrou spojenou s vibrátorom (dry bottom feed) alebo z úrovne pracovnej plošiny pozdĺž potrubia vibroflotu (wet top feed). Štrkové vibrostĺpy formované pomocou hydraulického alebo elektrického vibrátora dosahujú priemer od 40 do 120 cm, s priemernou produktivitou 200 bm za pracovnú zmenu.
Technológia štrkových vibrostĺpov je vhodná pre súdržné zeminy v plastickom a mäkkoplastickom stave (prach, piesčitý prach, hlina, nehomogénne zeminy) a pre nesúdržné zeminy, kde je potrebné zvýšenie priepustnosti zeminy. Použitie technológie v „mladých“ organických zeminách môže byť spojené s rizikom vyplavenia alebo vybočenia pilót. Preto je nevyhnutné vybrať vhodnú zmes, napr. kameniva a cementu.
Použitie vibrovaných štrkových stĺpov vedie k celkovému zlepšeniu parametrov zeminy, a teda k výraznému zníženiu celkových a nerovnomerných sadaní. Navyše, stĺpy môžu po inštalácii plniť funkciu drenáže. Úspešne sa používajú pre základy objektov, ako sú sklady, nákupné centrá, bytové domy, kontajnerové terminály, cestné a železničné násypy a mnohé ďalšie.
Typické zaťaženie prevzaté štrkovým stĺpom je 250 kN. Stĺpy sú usporiadané v štvorcovom alebo trojuholníkovom rastri s rozstupom od 1,5 do 3,0 m tak, aby súčiniteľ výmeny zeminy bol v rozmedzí od 15 do 35 % (obr. 4).
Na predvrtávanie môže byť použitá technológia CFA alebo technológia roztláčaných pilierov (bez vývrtného materiálu). Výber technológie závisí od miestnych geologických podmienok. Roztláčané piliere sa realizujú špeciálnym vrtákom, ktorý zeminu roztláča do strán, a tak vytvára priestor, ktorý sa následne vyplní betónom, alebo v tomto prípade kamenivom.
Budúcnosť – boj o ochranu životného prostredia
Skládky odpadu
S krízou odpadového hospodárstva sa stretávame po celom svete. Množstvo odpadu vyzbieraného na skládkach sa každým rokom zvyšuje a nelegálne skládky sú tŕňom v oku nielen pre EÚ, ale aj miestne komunity. Nelegálne skládky by sa mali odstrániť a vo všeobecnosti je potrebné čo najviac znížiť negatívny vplyv skládok na životné prostredie.
Plochy skládok by sa mali vyčistiť, množstvo odpadu výrazne zmenšiť a možnosť infiltrácie škodlivých látok do podzemných vôd by sa mala obmedziť na minimum. Nestačia na to jednoduché a bežné metódy, ale používajú sa na celom svete vrátane východoeurópskeho trhu – sanačné úpravy v kombinácii s technológiami geotechnických spoločností sa dajú využiť v problematike skládok.
Jednou z najjednoduchších a zároveň najefektívnejších metód znižovania objemu skládok je technológia dynamického zhutňovania, prispôsobená parametrom konkrétnej skládky. Technológia s názvom Menard Impact Compaction (MIC) umožňuje znížiť objem skládky už zhustenej tradičnými metódami približne o 20 %.
Zhutňovanie komunálneho odpadu v technológii nárazového zhutňovania MIC je možné vďaka nárazom vysokej kinetickej energie generovanej oceľovými ubíjačmi s hmotnosťou približne 10 ÷ 15 t vypustenej z výšky 5 ÷ 25 m.
V extrémnych situáciách je možné zvýšiť hmotnosť zhutňovača aj výšku vypúšťania. Zakaždým sa však tieto hodnoty vyberajú individuálne podľa podmienok v danej lokalite. Okrem toho by sa pred začatím prác mali analyzovať špecifiká skládky, t. j. jej genéza, vek, štruktúra, zloženie a stav skládkovaného odpadu.
Na základe vyššie uvedených informácií sa určia počiatočné technické parametre práce a následne sa na skúšobnom poli skontroluje ich správnosť a prípadne sa overia konštrukčné predpoklady. Ide o tieto parametre: energia nárazu, raster bodov ubíjania a počet opakovaní.
Práce sa vykonávajú pomocou ťažkých priehradových žeriavov, ktorých charakteristickým znakom je schopnosť zdvíhať bremená s hmotnosťou najmenej 20 t do výšky min. 15 m. Pásový podvozok priehradových žeriavov umožňuje efektívny pohyb ťažkých zariadení po uloženom odpade, ktorý bol predtým zhutnený klasickými zhutňovačmi používanými na väčšine skládok.
Najlepšie technologické výsledky sa dosahujú viacfázovým dobíjaním v kombinácii s dodatočným zhutňovaním medzi jednotlivými zhutňovacími cyklami s klasickými zhutňovačmi alebo so špecializovaným valcom. Overenie efektívnosti a kvality práce je možné vďaka geodetickým meraniam plochy skládky pred a po zhutnení (obr. 5).
Sanácia a likvidácia kontaminovanej pôdy
Dynamický rozvoj stavebníctva v posledných rokoch spôsobil, že počet atraktívnych pozemkov bez priemyselnej minulosti výrazne klesol. To však neznamená, že limit pozemkov vhodných na novú výstavbu sa vyčerpal a investičný proces sa zastavil. Táto situácia vyvolala potrebu vzniku dcérskej spoločnosti REMEA, ktorá sa začala zaoberať práve týmito problémami.
Kontaminovaná pôda predstavuje dôležitý problém pre priemyselný a regionálny rozvoj. REMEA ponúka nielen environmentálne, geologické a geotechnické štúdie, ale aj sanáciu kontaminovaných lokalít vrátane riadenia procesu odstraňovania kontaminovanej zeminy a následnej revitalizácie krajiny. Vďaka komplexnému zameraniu spoločnosti možno potom stavebné projekty realizovať na čistom a bezpečnom teréne. V prípade bývalých priemyselných areálov sa realizuje revitalizácia aj adaptácia na nový požadovaný stav.
Sanácia kontaminovanej pôdy alebo pozemku spočíva v obnovení jeho kvality na požadovanú úroveň noriem. V závislosti od potrieb a podmienok môže byť sanácia technická, biologická alebo technicko-biologická. Je to proces, ktorého cieľom je obnoviť alebo pridať úžitkovú či prírodnú hodnotu znehodnotenej, resp. zdevastovanej pôde. Proces rekultivácie pôdy pozostáva z troch základných typov činností:
- Technické kroky spojené s určením reliéfu terénu a vodných podmienok v najvhodnejšom usporiadaní pre zamýšľanú plodinu alebo budúce využitie.
- Kroky zamerané na začatie pôdotvorných procesov v degradovanej pôde prostredníctvom detoxikácie pôdy a vytvorenia vrstvy vhodnej na tvorbu pôdy.
- Technicko-biologické kroky spojené so zavádzaním vegetácie s prihliadnutím na poradie (sukcesiu) druhov od pionierskych po cieľové rastliny.
Cieľom týchto krokov je čo najviac obnoviť:
- pôvodný stav a fyzikálne, mechanické a chemické vlastnosti umožňujúce využitie pôdy na stavebné účely
- pôvodné biologické a chemické vlastnosti umožňujúce využitie pôdy na poľnohospodársku a lesnícku výrobu,
- pôvodné rekreačné hodnoty.
Spoločnosť REMEA používa inovatívne metódy čistenia životného prostredia in-situ a ex-situ, ktoré prispôsobuje individuálnym potrebám klienta, stavu pôdy a vodného prostredia. Sú to napríklad:
- environmentálne (sozologické), geologické a geotechnické štúdie,
- sanácia kontaminovaných lokalít (vrátane pôdy, podzemnej vody, sedimentov),
- čistenie priemyselných rybníkov a nádrží v miestach ťažby,
- odborné poradenstvo.
Zaoberá sa tiež čistením podzemných a povrchových vôd. Rekultivuje a revitalizuje postindustriálne a degradované oblasti, zaoberá sa obehovým hospodárstvom (vrátane odpadového hospodárstva), čistí jazerá a rybníky od znečisťujúcich látok prítomných vo vode a v sedimentoch dna.
Okrem toho spoločnosť poskytuje služby stavebnému priemyslu a stáva sa jedným z „účastníkov stavebného procesu“, najmä v počiatočnej fáze počas výkopových prác. Zaoberá sa odpadom (170504), t. j. čistou zeminou, hlušinou z membránových stien a tiež nebezpečným odpadom (170503*), ktorý obsahuje chemické zaťaženie.
Mimoriadne dôležitú prácu vykonáva aj pre výrobný priemysel, kde odvodňuje povýrobné kaly, regeneruje staré povýrobné usadzovacie nádrže a spracúva odkaliská praním a odvodňovaním (obr. 6).
Existuje veľa spôsobov, ako zlepšiť plochu skládok a kontaminované terény, aby sa vrátili späť do spoločnosti. Nové technológie a možnosti prinášajú aj do tejto časti odvetvia zmeny, ktoré nás posúvajú späť do zeleného prostredia.
TEXT: Ing. Viktória Duda Petková
FOTO: Agnieszka Tomczyk, Lukáš Rieger
