Statické zabezpečenie objektu a stavebnej jamy

Založenie novostavby v husto zastavanej historickej časti mesta prináša mnoho problémov, zvlášť keď sú v projekte navrhnuté podzemné garáže a je nevyhnutné riešiť zabezpečenie stavebnej jamy suterénu a podchytenie susedných objektov.

Po zrútení časti jedného z dvoch rekonštruovaných objektov na ulici Soukenická č. 25 v Prahe 1, ku ktorému došlo na začiatku októbra v roku 2009, nariadil mestský statik demoláciu objektu vo dvornom trakte.
Namiesto celkovej rekonštrukcie obidvoch stavebných objektov, ktorá sa tu mala realizovať, vznikol nový projekt na rekonštrukciu existujúcej budovy ležiacej na uličnej čiare Soukenická na stavbu novej budovy vo dvornom trakte. Zámerom investora je využívať obidve budovy ako hotel.

Vzhľadom na to, že sa v novostavbe budovy hotela počítalo s výstavbou podzemných garáží, muselo sa vyriešiť nielen založenie budúcej železobetónovej konštrukcie stavebného objektu, ale aj zabezpečenie stavebnej jamy na suterén (vrátane podchytenia susedných stavebných objektov).

Stavebné úpravy a dostavby nebytovej budovy, Soukenická 1188/25, Praha 1 Investor: Galerie – Sen, s. r. o. Generálny projektant: A.D.N.S. ­Production, s. r. o. Realizačné firmy: Generálny dodávateľ stavebnej jamy vo dvore: Ptáček, a. s. Generálny dodávateľ rekonštrukcie existujúcej budovy: Metrostav, a. s. Dodávateľ prác špeciálneho zakladania: SOLETANCHE Česká republika, s. r. o.

Návrh
Zabezpečenie stavebnej jamy a existujúcich priľahlých objektov sa muselo navrhnúť tak, aby sa neporušili vlastnícke práva majiteľov priľahlých pozemkov a nepoškodili sa susedné budovy. Na základe projektov spracovaných s účasťou architektov, generálneho projektanta, statikov a geotechnikov vydal orgán štátnej správy rozhodnutie o realizácii statického zabezpečenia.

Od začiatku prebiehali konzultácie projektanta s realizačnou firmou. Všetky práce sa realizovali zvnútra stavebnej jamy, susedné budovy sa geodeticky monitorovali a priebežne sa vykonávala vizuálna kontrola ich stavu.

Zabezpečenie jamy sa riešilo pre budovy, v prípade ktorých by sa realizáciou výkopov stavebnej jamy na projektovanú úroveň podkopala ich základová škára. Na podchytenie týchto objektov sa vyhotovili steny z pilierov vytvorených prúdovou injektážou.

Prúdová injektáž
Pri prúdovej injektáži sa zemina reže injekčným lúčom a zároveň sa zmiešava s injektážnou zmesou. Princípom je využitie dynamickej energie lúča cementovej injekčnej zmesi striekanej pod vysokým tlakom. Tým sa zemina rozruší a premieša sa so zmesou, takže na mieste aplikácie vzniká kompozitný materiál z častíc zeminy a cementu. Piliere prúdovej injektáže sú vystužené napríklad oceľovými prútmi alebo oceľovou rúrkou.

Prúdová injektáž nachádza uplatnenie v širokom spektre geologických pomerov, predovšetkým v nesúdržných zeminách. Vzhľadom na maloprofilové vŕtanie, ktoré sa pri prúdovej injektáži používa, je táto metóda vítaná na staveniskách so stiesnenými podmienkami, kde sa nedajú uplatniť iné metódy, ktoré si vyžadujú použitie objemných mechanizmov (napríklad pivnice). Je veľmi vhodná na podchytenie a rekonštrukciu základov existujúcich budov, pretože možno dosiahnuť dokonalý prenos statického zaťaženia z konštrukcie na novovybudovaný základový prvok. Vytváraním pilierov prúdovej injektáže sa zároveň komprimuje horninové prostredie v ich okolí.

Mikropilóty
Vzhľadom na podchytávanú výšku by na základe výpočtu bolo nevyhnutné steny z pilierov vytvorených prúdovou injektážou v niektorých oblastiach kotviť dočasnými zemnými kotvami. Kotvy sa v prípade tohto projektu z dôvodu ochrany vlastníckych práv majiteľov budov nahradili prevažne opornými oceľovými konštrukciami realizovanými znútra stavebnej jamy. Zvislé prvky konštrukcie – mikropilóty – sa v priebehu stavebných prác zavetrovali a rozopierali o stenu z pilierov vytvorených prúdovej injektáže.

Mikropilóty vyrobené z hrubostenných rúrok spájaných závitom, v spodnej časti perforovaných, s gumovou manžetou na injektáž sa osadili do maloprofilových vrtov vyplnených cementovou zálievkou. Injektážou sa vytvorili koreňové časti mikropilót.

Mikropilóty sa vo všeobecnosti používajú nielen ako zvislé prvky do oporných oceľových konštrukcií a záporových pažení, ale aj na rekonštrukciu základov existujúcich budov. Uplatňujú sa predovšetkým na staveniskách s nedostatkom manipulačného priestoru a tam, kde sa predpokladá prítomnosť problematicky vŕtateľných prekážok.

Okrem opornej oceľovej konštrukcie sa na zabezpečenie steny z pilierov prúdovej injektáže použili oceľové rozperky v rohoch jamy. Steny sa s postupujúcimi zemnými prácami rozopierali dvoma rúrkami s profilom 280/10 na troch úrovniach.

Zabezpečenie existujúceho stavebného objektu
Existujúci stavebný objekt určený na rekonštrukciu sa rovnako zabezpečil piliermi vytvorenými prúdovou injektážou pod existujúcimi základmi. Účelom podchytenia nosného muriva bolo jednak zvýšenie únosnosti základovej škáry na prenesenie zaťaženia od budúcej nadstavby, jednak zabezpečenie týchto obvodových múrov v čase realizácie výkopov na výstavbu podzemných garáží novostavby. Základová škára tohto stavebného objektu bola nad úrovňou výkopu na základovú dosku novostavby. Ak by sa základy existujúcej budovy takto nezabezpečili, rekonštruovaná stavba by mohla byť v priebehu vykonávania zemných prác ohrozená.

Vrty na prúdovú injektáž sa realizovali z väčšej časti znútra objektu, z pivničných priestorov, vo veľmi stiesnených podmienkach. Na tieto účely sa použila malá vrtná súprava na elektrický pohon, ktorá je vhodná predovšetkým do ťažko prístupných miest s limitujúcou pracovnou výškou a šírkou.

Založenie novostavby
Založenie novostavby sa riešilo ako hĺbkové, a to vzhľadom na hladinu podzemnej vody, ktorá sa nachádzala približne jeden meter pod úrovňou základovej škáry, geo­logické pomery a dané zaťaženie. S ohľadom na zložité priestorové podmienky vnútri stavebnej jamy a zložitý prístup na stavenisko, možný iba prejazdom cez budovu určenú na rekonštrukciu, sa dala použiť len malá vrtná súprava. Z tohto dôvodu nebolo možné založenie na vŕtaných pilótach zo železobetónu, ale opäť sa zvolila metóda prúdovej injektáže v kombinácii s rozpernou železobetónovou konštrukciou základovej dosky.

Pod obvodovými a vnútornými deliacimi stenami sa základová doska podoprela piliermi vytvorenými prúdovou injektážou. Pod vnútornými stĺpmi sa pomocou skupiny pilierov urobili pätky s pôdorysnými rozmermi približne 2,4 × 2,4 m.

Na založenie žeriava v jame, ktorý sa ďalej používal na výstavbu budovy, sa rovnako využili piliere vytvorené prúdovou injektážou a vystužené oceľovou rúrkou s kotviacimi prvkami, ktoré ho upevnili.

Základová doska sa realizovala tak, aby základovú škáru ochránila pred nepriaznivými klimatickými podmienkami a zároveň fungovala ako rozperná konštrukcia základov susedných stavebných objektov. Do základovej dosky s hrúbkou 500 mm sa votkli obvodové železobetónové steny s hrúbkou 350 mm, ktorými sa po doplnení stropnej konštrukcie rozoprela stavebná jama.

Obvodové steny a základová doska boli navrhnuté tak, aby vytvorili takzvanú bielu vaňu – vodonepriepustnú železobetónovú konštrukciu, ktorá má okrem nosnej funkcie aj tesniacu funkciu. Vodotesnosť sa dosiahla použitím vodostavebného betónu bez použitia povlakových hydroizolácií.

Záver
Po realizácii všetkých prác špeciálneho zakladania sa ukázalo, že navrhované technické riešenie zabezpečenia stavebnej jamy, založenie novostavby hotela a podchytenie existujúcich budov bolo optimálne a splnilo všetky očakávania investora.

Aj napriek zložitým podmienkam na stavbe, spôsobeným predovšetkým polohou staveniska v centre Prahy, sa podarilo využiť skúsenosti zhotovovateľa a dosiahnuť požadovaný výsledok.

Nielen uvedené technické riešenie, ale aj dôraz, ktorý sa kládol na dodržiavanie pravidiel bezpečnosti práce, predstavovali podstatný aspekt dosiahnutého výsledku statického zabezpečenia budov.

TEXT: Mgr. Magdaléna Dvořáková
FOTO: SOLETANCHE Česká republika

Mgr. Magdaléna Dvořáková je zástupkyňou riaditeľa projektu v spoločnosti SOLETANCHE Česká republika, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.