Spôsob založenia prístavby obchodného centra Avion v Bratislave

Založenie prístavby obchodného centra Avion (IV. etapa) sa realizovalo na skupinách stĺpov Deep Soil Mixing (DSM) vystužených ťahovou výstužou. Prístavba má rozmery 72 × 102 m. Základová škára pätiek sa nachádzala na úrovni štrkov, teda na kóte –4,65 m.

Opis stavebného objektu
Objekt s pôdorysnými rozmermi 72 × 102 m (obr. 1) je situovaný na pozemkoch investora v rámci obchodného centra spoločnosti IKEA (obr. 2). Výstavba sa musela koordinovať v spolupráci s investorom a generálnym dodávateľom, pretože prebiehala v tesnej nadväznosti na existujúce objekty areálu a počas prevádzky obchodného domu IKEA.

Geologické pomery
Geologické pomery sú opísané v záverečnej správe doplnkového inžinierskogeologického prieskumu, ktorý vypracoval RNDr. Ján Danko. Povrch územia tvorí navážka do hĺbky 0,3 až 0,7 m. Pod vrstvou navážky sa nachádza zemina charakteru piesočnatého siltu F3 MS tuhej konzistencie s mocnosťou 1,3 až 2,5 m.

V hĺbke 1,8 až 3,3 m pod povrchom súčasného terénu sa nachádza súvislé súvrstvie štrkov s preplástkami pieskov až do hĺbky 11 m pod terénom. Sú prevažne strednozrnné s okruhliakmi s priemerom do 5 cm, ojedinele aj väčšími – do 10 až 15 cm. Miestami sa vyskytujú aj drobnozrnnejšie štrky s okruhliakmi s priemerom do 3 cm. Na báze sa často vyskytujú balvany s priemerom niekoľko desiatok centimetrov. V štrkovo-piesočnatom súvrství prevažujú štrky zle zrnené G2 GP, miestami aj štrky dobre zrnené G1 GW a piesky zle zrnené S2 SP. Celkovo štrky a piesky možno hodnotiť ako stredne uľahnuté.

V hĺbke 11,8 m (kóta 121,0 m n. m.) sa zistilo neogénne podložie s typickou sivou až modrosivou farbou s ojedinelými šmuhami hrdzavej farby. Prevažujú v ňom íly so strednou plasticitou F6 CI, prevažne s pevnou až tvrdou konzistenciou, menej sa vyskytujú íly s vysokou plasticitou F8 CH s pevnou konzistenciou, miestami s prímesou uhoľného pigmentu, ojedinele sú tu aj íly piesočnaté F4 CS a silty piesočnaté.

Hladina podzemnej vody je viazaná na štrkové a piesočnaté polohy v súvrství. Má mierne napätý charakter a jej výskyt sa potvrdil v hĺbke približne 4,80 m pod terénom na kóte 128,0 m n. m. – piezometrická úroveň sa nachádza približne 4,40 m pod terénom.

Opis riešenia
Ako vhodná metóda sa navrhol systém založenia objektu na stĺpoch Deep Soil Mixing (DSM). Dodávateľ stavby v spolupráci s firmou špeciálneho zakladania preprojektovali pôvodne navrhnuté základy na základovú dosku s hrúbkou 350 mm s nábehmi pod stĺpmi s hrúbkou 900 mm tak, aby sa základová škára nachádzala nad hladinou podzemnej vody a nebolo potrebné tesnenie stavebnej jamy a čerpanie podzemnej vody (obr. 3).

Technológia DSM, to znamená preinjektovanie a premiešanie zeminy cementovou suspenziou, sa navrhla, pretože v podzákladí budúcej budovy sa nachádza zemina s rovnakou zrnitosťou, a to štrky. Premiešaním a preinjektovaním zeminy vznikne teleso DSM (premiešaný štrk s cementovou suspenziou je v podstate betón), ktoré po vytvrdnutí spoľahlivo prenesie zaťaženia z hornej stavby do podzákladia. Lokálne ťahové sily sa preniesli pomocou betonárskej výstuže, ktorá sa zapustila do stĺpov DSM, ešte kým boli čerstvé.

Opis technológie
Technológia Deep Soil Mixing na zvýšenie únosnosti zeminy sa celosvetovo rozširuje. Táto metóda pomáha zásadne zlepšiť mechanické vlastnosti základovej pôdy, ktorá sa po zmiešaní s cementom stáva takzvaným zeminobetónom. Hoci je technológia DSM principiálne jednoduchá, vyžaduje na jednej strane značné skúsenosti a odborné znalosti pri návrhu, na druhej strane použitie vysokošpecializovaných strojov a zariadení na hĺbkové premiešavanie zemín, ktoré spĺňajú špecifikácie predpísané na dosiahnutie vysokej kvality produktu, a zavedené výkonné monitorovacie procedúry. Technológia Deep Soil Mixing sa používa pri širokom spektre zemín – od ílovitých až po štrkovité. Stĺp Deep Soil Mixing sa vytvorí pôsobením vysokopevnostných pádiel umiestnených na vrtnom sútyčí, ktoré vnikajú do zeminy, pričom sa zároveň vytvára prítlak a injektuje sa cementová suspenzia. Pritom sa častice rozrušenej zeminy zmiešajú s cementovou suspenziou a vzniká stĺp DSM. Priemer stĺpa DSM je daný rozmerom pádiel a tlakom výplachu. Takto vytvorené stĺpy DSM možno ľubovoľne spájať a kombinovať. Po zatvrdnutí získa stĺp DSM vlastnosti podporujúce statiku (obr. 4). Pri tejto technológii nevzniká vývrt ani žiadne vibrácie.
–>–>

Obr. 4 Zhotovovanie stĺpov DSM	Obr. 5 Schéma zhotovovania Deep Soil Mixingu
Obr. 6 Vrtná súprava Liebherr pri zhotovovaní stĺpa DSM	Obr. 7 Zhotovovanie základových pätiek

Pracovný postup pri vytváraní stĺpa DSM (obr. 5):

• vrtná súprava (obr. 6) pomocou špe­ciálneho vrtného sútyčia s pádlami zavŕta do zeminy nástroj s priemerom budúceho stĺpa DSM, súčasne dochádza k prítlaku a tlakovému injektovaniu tekutej cementovej suspenzie, zemina pri tom eroduje a premiešava sa od hlavy smerom k päte;
• počas tlakového pridávania cementovej suspenzie sa zemina v mieste budúceho stĺpa DSM viackrát premieša sútyčím s pádlami od hora dole a aj naopak, až kým sa nevytvorí rovnomerne premiešaná masa zeminy s potrebným množstvom cementovej suspenzie;
• vrtná súprava sa premiestni na ďalší prvok.

Pred zatvrdnutím cementovej suspenzie treba zhotoviť susedný stĺp DSM tak, aby sa jednotlivé prvky dali zmonolitniť do súvislého telesa DSM. Po zhotovení a vytvrdnutí možno všetky prvky na mieste kontaktu odkopať a podľa potreby ešte za čerstva osadiť betonársku výstuž (obr. 7). Hotové vytvrdnuté teleso DSM musí dosahovať pevnosť minimálne 5,0 MPa (obr. 8 a 9).

Rozsah prác, poloha, tvary a rozmery konštrukcií sa riešia vo výkresovej časti dokumentácie. Tvary a polohy jednotlivých stĺpov, respektíve telies, pracovné úrovne a postup realizácie sa musia spravidla doriešiť v dielenskej dokumentácii.

Obr. 8 Ťahová skúška stĺpa DSM	Obr. 9 Hotové vytvrdnuté teleso DSM musí mať minimálnu pevnosť 5,0 MPa.
Obr. 10 Odkopaná hlava stĺpa DSM

Kontrola
Postup pri kontrole DSM stĺpov:

• všetky stĺpy musia mať protokoly o zhotovení, ktoré obsahujú číslo stĺpa, dátum jeho zhotovenia, dĺžku stĺpa a množstvá zabudovaných materiálov;
• pevnosť materiálu DSM stĺpov sa skúša na vzorkách odobraných z práve domixovaných náhodne vybraných stĺpov. Po 28 dňoch tvrdnutia sa najmenej na troch vzorkách robí laboratórna skúška pevnosti v tlaku. Keďže materiál DSM stĺpov je zmes zemín a cementu, proces tvrdnutia je v porovnaní s tvrdnutím betónu spomalený, to znamená, že po 28 dňoch tvrdnutia dosahuje maximálne 70 % výslednej 56-dňovej pevnosti;
• po odkopaní pomocou rýpadla s hladkou lyžicou (nesmie sa použiť lyžica so zubami) na základovú škáru (obr. 10 a 11) sa hlavy DSM stĺpov musia skontrolovať vizuálne (ich kvalita, množstvo a poloha). V prípade výrazných polohových odchýlok (nad 20 cm) treba informovať projektanta. Porealizačné geodetické zameranie nie je potrebné.

Záver
Navrhnuté založenie objektu na stĺpoch DSM predstavuje trvalé vylepšenie základových pomerov pod stavebným objektom. Toto riešenie vyhovuje požiadavkám na stabilitu nosných prvkov stavebného objektu (obr. 12). Okrem bezpečného založenia objektu sa dosiahla aj úspora finančných nákladov na tesnenie stavebnej jamy a čerpanie podzemnej vody.

TEXT: Ing. Peter Škoda, Ing. Peter Cápay, Ing. Ján Dobrovolský
OBRÁZKY a FOTO: Keller špeciálne zakladanie

Ing. Peter Škoda je stavbyvedúcim v spoločnosti ­Keller špeciálne zakladanie, spol. s r. o.

Ing. Peter Cápay je projektantom v spoločnosti Keller špeciálne zakladanie, spol. s r. o.

Ing. Ján Dobrovolský je statikom v spoločnosti Keller špeciálne zakladanie, spol. s r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.