Sanácia oporného múra v Kráľovskom Chlmci

V praxi sa možno stretnúť so situáciou, keď inžiniersko-geologické pomery a fyzické situovanie stavebnej konštrukcie vyžadujú použitie technológie, ktorá svojím statickým pôsobením ďalej nezaťaží existujúci stav a umožní promptné statické zabezpečenie. Ako vhodnú sa odporúča použiť technológiu injekčných zavŕtavacích zemných klincov.

V bezprostrednej blízkosti centra obce Kráľovský Chlmec bolo nevyhnutné realizovať sanáciu havarijného stavu historického oporného múra. Dôležitou požiadavkou bolo zachovanie existujúceho vzhľadu lokality bez rozpoznateľnosti sanačného zásahu. Z uvedených dôvodov sa zvolila technológia klincovania svahu. Práce prebiehali v júni 2006. Na sanáciu sa použili injekčné zavŕtavacie zemné klince Titan 30/16 s dĺžkou 5,0 m v rastri 1,5 × 1,5 m.

Rekonštrukcie historických inžinierskych stavieb v mestskej zástavbe sa v ostatnom období stávajú veľmi aktuálnou a diskutovanou témou. Ide o oporné múry, hradby, historické regulácie riek a potokov, kanalizácie a podobne. Uvedená zvýšená koncentrácia potreby sanácie týchto objektov je daná skutočnosťou, že sanácie realizované v druhej polovici minulého storočia sú už často na hranici svojej životnosti. Aby sa objekt zachoval, treba vykonaný sanačný zásah zopakovať. Svoj podiel na súčasnom zlom stave historických objektov má aj útlm údržbových prác od začiatku deväťdesiatych rokov minulého storočia.

K sanácii týchto objektov treba mnohokrát pristúpiť aj z dôvodu neuvážene realizovaného kladenia podzemných vedení a jeho porúch. Príliš dlhý čas otvorené výkopy, slabo zhutnené zásypy, netesné vodovody a kanalizácie a podobné chyby sa negatívne podpísali na stave starších objektov.

Základné údaje o opornom múre
Predmetný oporný múr sa nachádza v intraviláne mesta Kráľovský Chlmec, nad ulicou Kostolný rad. Je zhotovený z lomového kameňa (andezit). Pôvodné spojivo medzi kamennými blokmi je kompletne zvetrané a sčasti nahradené materiálom spoza rubu oporného múra (obr. 1). Zeminové prostredie pod základmi a za oporným múrom tvorí slabo spevnený piesok. Vrtom realizovaným ako súčasť inžinierskogeologického prieskumu v bezprostrednej blízkosti oporného múra sa nezistila prítomnosť podzemnej vody. Rovnako sa nezistila ani v zemnom telese za oporným múrom po zrútení jeho časti. Celková výška opornej konštrukcie dosahuje 4 m, z čoho 2 m tvorí šikmý svah obložený lomovým kameňom a ďalšie 2 m kamenný oporný múr. Hĺbka založenia kamenného oporného múra do šikmého obloženého svahu dosahuje len asi 0,4 m. Hrúbka múra sa zmenšuje odspodu nahor, maximálne dosahuje asi 70 cm. Vek konštrukcie sa odhaduje na viac ako 100 rokov.

Príčiny havárie oporného múra
Z fotodokumentácie dostupnej z roku 2005 boli zrejmé začínajúce deformácie na lícnej strane oporného múra. Bezprostrednou príčinou deštrukcie konštrukcie bolo pravdepodobne prevlhčenie prostredia zeminy za oporným múrom vplyvom intenzívnych zrážok a cyklické premŕzanie. V priestore nad oporným múrom sa zrážková voda systematicky neodvádzala, a vsakovala tak do zemného telesa. K samotnému zrúteniu prispelo predovšetkým počasie počas extrémne vlhkej a mrazivej zimy na rozhraní rokov 2005/2006. Navyše, v zrútenom úseku chýbali kamenné oporné rebrá, ktoré miestni obyvatelia časom porozoberali a materiál používali na stavebné účely. Predpokladá sa, že piliere sa pôvodne nachádzali každé 2 až 3 m, v súčasnosti hustota rozmiestnenia pilierov dosahuje raster 10 m a viac. K zrúteniu oporného múra došlo koncom marca 2006 vo dvoch fázach. Asi týždeň po sebe sa zrútili dve tesne susediace časti, každá s dĺžkou približne 5 m. Medzi uvedenými časťami zostal stáť úsek s dĺžkou približne 1,5 m podopretý oporným rebrom (obr. 2).

Sanácia oporného múra
Organizácie prác na sanácii oporného múra sa zhostili pracovníci Mestského úradu v Kráľovskom Chlmci. Pod ich dohľadom prebehlo provizórne zabezpečenie porušených častí oporného múra. Dôležitou požiadavkou pri príprave sanácie bolo zachovať pôvodný vzhľad lokality, tak aby sanačný zásah nebol rozpoznateľný. Pod sanovanou časťou oporného múra sa v priečnej vzdialenosti približne 6 m nachádza ďalší súbežný kamenný oporný múr s výškou približne 6 m. Tieto skutočnosti mali zásadný vplyv na výber metódy sanácie.

Sanácia oporného múra jeho nahradením gravitačným oporným múrom s kamenným obkladom neprichádzala do úvahy, a to pre nepriaznivé účinky ďalšieho zaťaženia svahu a oporného múra pod ním. Hľadalo sa riešenie, pri ktorom by sa nepriaznivý účinok ďalšieho zaťaženia eliminoval. So zreteľom na neprítomnosť hladiny podzemnej vody sa zvolila metóda klincovaného svahu s následným predstavením tenkej steny z pôvodného kamenného materiálu (obr. 3). Projekt sanácie oporného múra spracovala spoločnosť BESTIN, spol. s r. o., Košice.

Obr. 3 Schematický rez navrhovanej sanácie

Celková plocha sanovaného úseku bola 13,5 m × 4 m. V prvom kroku sa odstránil pilier medzi zrútenými susediacimi časťami. Cez zosunutú konštrukciu sa vytvorila sieť klincov v troch úrovniach, s rastrom klincov 1,5 × 1,5 m. Klince zvierali s vodorovnou rovinou uhol 15°. Použili sa injekčné zavŕtavacie zemné klince Titan 30/16, s dĺžkou 5,0 m. Výber týchto prvkov bol výhodný z hľadiska zachovania kompaktnosti zemného masívu. V prípade inštalácie zemných klincov na báze plných kotevných tyčí by mohlo prísť k poškodeniu zemného masívu (slabo spevnený piesok) šmykovými trhlinami, ktoré by sa mohli tvoriť pri vŕtaní otvorov s výpažnicou.
Na zabudovanie zemných klincov sa použila plne hydraulická vŕtacia súprava Morath inštalovaná na výložníku rýpadla a cementové čerpadlo IBO-REP. Výstuž zemných klincov tvorila injekčná zavŕtavacia tyč Titan 30/16. Zavŕtavacia tyč má niekoľko funkcií. Slúži ako výstuž zemného klinca, vrtná tyč, ďalej ako prvok na dopravu výplachovej cementovej suspenzie a ako injekčná tyč po dovŕtaní sa na plánovanú dĺžku (takzvaná dynamická injektáž). Výplach sa počas zavŕtavania realizoval cementovým mliekom. Toto cementové mlieko zároveň slúžilo ako pažiaca suspenzia, ktorá infiltrovala zeminu v okolí vývrtu. Po dovŕtaní sa na plánovanú dĺžku sa pri tyči uchytenej vo vŕtacej súprave uskutočnila finálna – dynamická injektáž cementovým mliekom s nízkym vodným súčiniteľom.

Technológiu zavŕtavania klincov Titan s pažením cementovou suspenziou sa dosiahlo zachovanie a zlepšenie pevnostných charakteristík zemného masívu za oporným múrom. Po ukončení inštalácie zemných klincov sa vykonala vo dvoch úrovniach pod sebou úprava líca zemného masívu, nasadenie sietí kari 150/8, ich fixácia maticami o klince Titan s podložkami 200 mm × 200 mm × 10 mm, a zastriekanie vrstvou torkrétu s hrúbkou minimálne 80 mm. Po zatvrdnutí tortkrétu sa pri päte klincovaného svahu vykopal a bezprostredne zabetónoval základ na tenkú stenu z pôvodného kamenného materiálu. V ďalšom kroku sa vo výške približne 0,4 m od päty klincovaného svahu realizovali vo vzájomnej vzdialenosti asi 2,7 m drenážne vrty s dĺžkou 6,0 m. Do vrtu sa osadila drenážna rúrka Durvitech RFS 62/52 mm. Osadenie drenážnych profilov sa realizovalo z preventívnych dôvodov (extrémne vlhké počasie, prípadne havária vodovodu alebo kanalizácie nachádzajúcej sa na ulici nad oporným múrom).

Klincovaný svah zostal približne počas šiestich mesiacov bez predstavanej kamennej steny. Počas tohto času sa na ňom neprejavili žiadne viditeľné deformácie alebo praskliny. Následne sa pred klincovaný svah vymurovala tenká kamenná stena z pôvodného kamenného materiálu (obr. 4). Kamenná stena sa priebežne prikotvovala k lícu klincovaného svahu. Úzky priestor medzi kamennou stenou a klincovaným svahom sa vyplnil priepustným materiálom, v hornej časti sa realizovalo ílové tesnenie. Prípadná vlhkosť z priepustného materiálu za kamennou stenou sa bude odvádzať oceľovými rúrkami zabudovanými do kamennej steny počas jej realizácie. Následne sa z dôvodu zjednotenia vzhľadu múra s pôvodnou okolitou konštrukciou vytvoril šikmý svah s výškou asi 2,0 m, ktorý sa obložil lomovým kameňom.

Záver
Po piatich rokoch od skončenia prác možno hodnotiť sanáciu oporného múra ako úspešnú. V zmysle vyjadrenia pracovníkov Mestského úradu sa v sanovanom úseku oporného múra neobjavili žiadne trhliny, prípadne iné znaky poukazujúce na nestabilitu (obr. 5).

Na základe dokumentovaného príkladu možno konštatovať, že technológiu injekčných zavŕtavacích zemných klincov Titan možno použiť aj v oblasti sanácií historických objektov nachádzajúcich sa v husto urbanizovanom priestore. Úspešne sa rea­lizovala sanácia havarovaného oporného múra, ktorá nezaťažila svah ani nižšie položený oporný múr, nenarušila šmykové parametre zemného masívu a zároveň dokonale splynula s pôvodným prostredím.

Realizácia klincovaných svahov s použitím injekčných zavŕtavacích kotevných prvkov sa stala v praxi bežne používanou metódou. Inštalácia tohto typu prvkov je šetrnejšia k zeminovému prostrediu, v nesúdržných zeminách odpadá potreba paženia vývrtu (paženie vývrtu cementovým mliekom), so zreteľom na dodávané príslušenstvo (rôzne typy koruniek rôznych priemerov) možno tieto prvky aplikovať v takmer ľubovolných inžinierskogeologických pomeroch pod akýmkoľvek uhlom. Keďže sa kotevný prvok realizuje v jednom technologickom kroku, dochádza k významným úsporám dnes asi najdrahšej komodity – času. Denne možno nainštalovať niekoľko 100 bm injekčných zavŕtavacích zemných klincov (za primeraných podmienok) s použitím jednej vŕtacej súpravy.

TEXT: Ing. Peter Kocnár
FOTO: archív spoločnosti Minova Bohemia, Ing. Peter Šimon, MÚ Kráľovský Chlmec

Ing. Peter Kocnár je obchodno-technickým zástupcom spoločnosti Minova Bohemia, s. r. o., organizačná zložka, Žilina.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.