Brno Business Park, založení budovy A a B

Objekt A je pravidelná sedmipodlažní budova čtvercového půdorysu. Pod ní jsou umístěny dvě úrovně parkovišť s vjezdy ze spodní strany přes vyrovnávací rampy. Objekt B má půdorys posunutého písmene T, s osmipodlažním křídlem kolmo k Heršpické ulici a druhým křídlem pětipodlažním. Pod objektem je na terénu jedna parkovací úroveň s příjezdem ve spodní části hlavní příjezdové komunikace.
Nosné konstrukce objektů tvoří monolitický železobetonový skelet se základním modulovým systémem sloupů 7,5 × 7,5 m doplněným vloženými sloupy v nepravidelných částech a v místech nutného vynesení ustupujících konstrukcí. Tento základní skeletový systém je dále doplněn železobetonovými stěnami ztužujících komunikačních jader. Svislé nosné konstrukce obou objektů jsou tvořeny železobetonovými sloupy profilu 45,0 × 45,0 cm a stěnami ztužujících komunikačních jader tloušťky 30,0 cm.

Půdorys vibrovaných betonových pilířů pod patkami a pásy jader

INŽENÝRSKO-GEOLOGICKÉ POMĚRY
V lokalitě se vyskytují kvartérní eolické, fluviální a místy i proluviální a deluviální sedimenty. Eolické sedimenty jsou zde zastoupeny mohutnými návějemi spraší, které tvoří prakticky celý západní údolní svah údolí Svratky a překrývají i velkou část její štěrkopískové říční terasy. V zájmovém prostoru se mocnost sprašového pokryvu pohybuje v rozmezí 4–7 m. Spraše a jejich produkty, sprašové hlíny, nasedají na souvrství deluviálních až proluviálních jílovitých až jílovitopísčitých hlín, které teprve nasedají na nejnižší patro Svratecké říční údolní terasy s povrchem na kótě přibližně 203–204 m n. m. Mocnost terasy se pohybuje v rozmezí mezi 3 a více než 5 m. Báze terasy spočívá na miocénním, převážně jílovitém podloží.
V horních partiích území rovnoběžně s Ústředním hřbitovem se při povrchu terénu vyskytují polohy navážek o mocnosti vyšší než 1 m a tvoří také podklad místních cest a výplní různých terénních nerovností. V ploše staveniště byly při povrchu rovněž rozšířeny mocnější polohy tmavě hnědých hlín. Ty dosahují mocností až okolo 1,5 m, výjimečně i více než 2 m. Vyšší obsah organických látek (nad 5 %) však má pouze povrchová část těchto zemin, která byla zemědělsky využívána. Od hloubky kolem 0,4 m klesá obsah organických látek výrazně pod 5 %.
Podzemní vody se v daném prostoru vyskytují jen při bázi terasy Svratky. Z jejich chemického rozboru je vidět, že podzemní voda vykazuje velmi nízkou síranovou agresivitu (na rozhraní mezi vodou slabě agresivní a neagresivní). Tato štěrková terasa je do hloubky nejméně 2–3 m pod svůj povrch bezvodá a velmi ulehlá. Stupeň relativní ulehlosti je podle penetrační sondáže 1,0. Podle výsledků korozního průzkumu směry a velikosti vektorů proudové hustoty bludných proudů jednoznačně směřují k prostoru jejich původu, tj. tramvajové trati pod Ústředním hřbitovem. Proto bylo pro celý areál nutné počítat s nejvyšším, IV. stupněm agresivity.

Schematický řez

ZPŮSOB ZALOŽENÍ
V daných geologických poměrech se značným soustředěným zatížením od sloupů skeletu se jako nejvhodnější druh založení jevily hlubinné základy opřené či vetknuté do štěrkové terasy. Proto se projekt zaměřil na piloty displacementové. Půl roku před zahájením stavby (v prosinci 2004) jsme provedli hloubkovým vibrátorem několik vlastních kontrolních sond průchodnosti eolických a deluviálních zemin do úrovně štěrkové lavice. Vzhledem k pozitivním výsledkům bylo navrženo založení sloupů skeletu na skupinách vibrovaných betonových pilířů s železobetonovou patkou. Jedná se o kombinaci plošného a hlubinného založení.
Základová patka jako prvek plošného zakládání roznáší soustředěné zatížení sloupů (svislou sílu a ohybový moment) prostřednictvím skupiny vibrovaných betonových pilířů přes spraš do dostatečně únosných poloh štěrků. Rovněž posouzení únosnosti bylo kombinováno pomocí teorie pro plošné i hlubinné základy. Základové patky pod sloupy skeletu, respektive základové pásy pod ztužující jádra, byly navrženy z železobetonu. Vibrované betonové pilíře jsou pak z prostého betonu, který je zhotoven ze speciální receptury, aby mohl být zpracován vibrační technologií.
Počet, délky a rozmístění pilířů, respektive rozměr patek, tedy odpovídají zatížení v patách sloupů a geologickému profilu pod patkou. Délky pilířů se pohybovaly od 5,0 do 8,0 m a jejich průměr mezi 450 a 600 mm (vše záviselo na konkrétním geologickém profilu). Pod patkou byl minimálně jeden pilíř při zatížení do 1 MN, maximálně pak sedm pilířů při svislém zatížení do 7 MN.
Tvar patek závisel na velikosti kalichu pro osazení sloupů a počtu pilířů pod patkou nebo na zatížení. Kalichová část měla konstantní rozměry 1,1 × 1,1 m, rovněž tloušťka roznášecí spodní deska byla vždy shodná – 0,45 m. Půdorysný rozměr desky byl podle zatížení minimálně 1,1 × 1,1, maximálně 2,9 × 2,6 m. Kalichová část byla navržena do bednění a spodní deska předpokládala betonáž přímo do výkopu ve spraších. Podle výsledků průzkumu bylo nutné zabezpečit proti bludným proudům sekundární izolaci na styku základových konstrukcí a horní stavby pasivní protikorozní ochranou.

Celkový pohled na objekty Brno Business Parku

REALIZACE
V počátcích realizace se velmi nepříznivě projevila značná rozdílnost v geologických poměrech na staveništi. Byly provedeny hrubé terénní úpravy, jež zahrnovaly sejmutí ornice, která dosahovala místy až 1,5 m, a likvidaci stávajících objektů včetně násypů a navážek. V ploše objektu A měla pracovní plošina, respektive pláň, takový sklon, že musela být třetina plochy oproti navržené úrovni základových spár patek překopána. Ty pak bylo později nutné bednit i ve spodní části.
Následně byla podle projektu zahájena pilotáž. Oproti předpokladům inženýrskogeologického průzkumu a testům s vibrátorem byly na značné ploše staveniště, jež byla dříve překryta původními zděnými objekty či násypy, spraše zcela vyschlé a tvrdé. Jednalo se o vrstvu 2–4 m mocnou v horních partiích eolické návěje. V jiných místech se pak objevovala podobná disproporce v bazálních hloubkách, kde konzistence hlín kolem 2 m nad štěrkem rovněž překračovala stupeň 1. Potvrdily to i sondy dynamické penetrace.
Proto byly odpory při procházení hloubkového vibrátoru sprašemi tak velké (nad 200 A) – docházelo k zastavení postupu do hloubky, značnému opotřebení vibrátoru a negativnímu dopadu dynamického vlnění na okolí. Bylo tudíž třeba otvory předvrtávat. Aby bylo termínové zdržení přijatelné, bylo rozhodnuto předvrtat všechny pilíře, nezávisle na konkrétní geologické situaci, do úrovně štěrků – metodou CFA, profilem 400 mm. Pro vytvoření betonových pilířů byl použit hloubkový β-vibrátor 100 kW nastavený prodlužovací rourou (pažnicí) umožňující dosažení potřebné hloubky. Je veden na speciálním pásovém nosiči (Keller) vyvozujícím přítlak při zatlačování do zeminy. Vibrátor byl kontinuálně zatlačován do zeminy, respektive předvrtu při jeho rozšíření, až dosáhl vrstvy štěrků. Energetická spotřeba musela dosahovat minimálně 160–180 A. Jednotlivé pilíře byly zhotovovány po skupinách, vždy pro jednu patku v předepsaném pořadí od středu. Takto bylo možné velmi flexibilně předcházet možným nahodilým změnám v uložení zemin. K řízení celého procesu byla měřena a přístroji soupravy zapisována podstatná data, která umožnila a zaručila řádné provedení a kontrolu prací.
Pro betonáž byla použita betonová směs podle receptury Keller pro vibrování: kamenina frakce 0–4 mm, 8–16 mm, 11–22 mm, voda a cement třídy 425. Úrovně hlavy pilířů byly podle projektové dokumentace závislé na požadované hloubce založení základové patky. Tato úroveň byla přebetonována vždy o minimálně 200 mm. Spotřeba hutnicí energie při plnění betonem byla minimálně 130 A.
Po dokončení betonáže pilot se vyhloubily jámy (rýhy) na úroveň projektovaných hlav pilířů a jejich přebetonované části se odbouraly. Základová spára patky se dokonale očistila od prachu a nekompaktního betonu pilot. Následně se uložila vrstva podkladního betonu. Do výkopu – či bednění velikosti podle projektu – se osadily armokoše (rošty) spodní roznášecí části patky a následně i kalichu. Patka byla betonována ve dvou etapách s kvalitním ošetřením pracovní spáry ve dně kalichu. Po odbednění se patky obsypaly vytěženým materiálem a důkladně uhutnily. Kalichy pak byly opatřeny ochranným nátěrem proti bludným proudům.

Celý příspěvek v nezkrácené podobě naleznete v čb příloze časopisu KONSTRUKCE 1/2007. Možnost předplatného ZDE.

Autoři

• Ing. Mojžíš Pavel CSc.
• Ing. Svoboda Petr Ph.D.