Komplexné riešenie zabezpečenia stavebnej jamy Astoria Palace

OKRAJOVÉ PODMIENKY STAVBY
Zo západnej strany stavebný pozemok hraničí s dvojicou existujúcich budov, pričom obidve sú podpivničené rozľahlými historickými pivnicami s tehlovými klenbami (Šenkvická Viecha). Z východnej strany vedie pozdĺž stavebného pozemku hlavná päťprúdová cestná komunikácia, v ktorej podloží sa nachádza aj novovybudovaný energokanál.
Hlavný inžinier projektu definoval pred realizáciou pre zabezpečenie stavebnej jamy nasledovné kritériá:

• líc štítových stien susedných objektov a stavebnej jamy musí byť totožný,
• je potrebné podchytenie základov a suterénov susedných objektov počas výkopu stavebnej jamy,
• zohľadniť možný výskyt zvyškov spodnej stavby pôvodných objektov a veľké množstvo inžinierskych sietí,
• integrovanie existujúceho podchodu a trafostanice do paženia stavebnej jamy,
• podľa možnosti úplne vylúčiť kotvenie stien stavebnej jamy mimo pozemok.

INŽINIERSKO-GEOLOGICKÉ POMERY ÚZEMIA
Na geologickej stavbe záujmového územia sa podieľajú granitoidy bratislavského masívu a neogén, ktorý je zastúpený sedimentmi panónu. Postupným zarezávaním Dunaja do neogénnej výplne kotliny a masívu Malých Karpát sa akumuláciou vytvorili rozsiahle pokryvy štrkov a pieskov v terasových stupňoch.
Podpovrchovú vrstvu tvoria antropogénne sedimenty, pod ktorými sa nachádzajú prevažne zahlinené terasové štrky. V podloží štrkov je neogén reprezentovaný piesčitými a ílovitými zeminami. Hladina podzemnej vody je v hĺbke 9,0–12,0 m pod úrovňou terénu.

Realizácia VdW pilót

TECHNICKÉ RIEŠENIE ZABEZPEČENIA STAVEBNEJ JAMY
Pôdorysné rozmery stavebnej jamy sú 80,0 × 20,0 m. Úroveň základovej škáry stavebnej jamy sa nachádza v hĺbke 10,0 m pod úrovňou terénu pre vybudovanie tretieho podlažia podzemných garáží (respektíve 4,0 m v časti len s jedným podlažím garáží). Podzemná voda sa podľa vykonaného inžiniersko- geologického prieskumu nachádza pod úrovňou základovej škáry polyfunkčného objektu. Tento údaj mal výrazný vplyv na voľbu technológie pažiacej konštrukcie, ktorá nemusela byť vodotesná.
Ochrana stavebnej jamy bola v minulosti navrhovaná viacerými alternatívami realizácie pažiacich stien výkopu a podchytenia okolitých objektov. Vo fáze prípravy projektu sa uvažovalo s realizáciou tryskovej injektáže, mikropilót, pilótovej steny, záporového paženia alebo zemných klincov s torkrétom (suchá směs pro celoplošné zpevňování zdí, chodeb, kleneb apod. – pozn.red.).
V samotnom realizačnom projekte (autori Karl Aringer a Juraj Chropeň, Bauer Spezialtiefbau) je zabezpečenie stavebnej jamy navrhnuté kombináciou kotvených pilótových stien vypažených torkrétom s kari sieťami (v úseku podchytenia základov susedných budov) a mikropilótových stien spoločne so zemnými klincami a torkrétom. Týmto riešením sa zároveň ušetrí podstatná časť konštrukcie stien suterénu, pretože pilótová stena okrem pažiacej funkcie slúži ako nosná konštrukcia suterénu pre prenos zaťaženia z hornej stavby budúceho objektu.
Takto vzniknuté paženie síce neodoláva pôsobeniu tlakovej vody, avšak bráni zemnej vlhkosti a vode, vsakovanej z povrchu, preniknúť do suterénnych priestorov. Z dôvodu požiadavky projektanta na vodotesnosť steny voči tlakovej vode bola realizovaná v 3. PP dodatočná ochrana steny „prímurovkou“.

Rozpera S1 dĺžky 20,6 m (2 × HEB400)

REALIZÁCIA DIELA
Stavebná jama je zo strany existujúcej zástavby zapažená železobetónovými pilótovými stenami s pilótami priemeru 400 a 550 mm. Sú realizované technológiou kontinuálneho vŕtania špirálovým vrtákom (po nemecky SOB, anglicky CFA) podľa STN EN 1536.
Pri práci bola využitá špeciálna vrtná súprava VdW, ktorá umožňuje vŕtanie pilót s minimálnym odstupom od existujúcej budovy – vonkajšia hrana pilót bola realizovaná s odstupom 100 mm od fasády susednej budovy.

Výstuž
Statická výstuž pilót pozostáva z dvoch variantov výstuží. Pre pilóty priemeru 550 mm je tvorená klasickými zváranými armokošami. Pre pilóty priemeru 400 mm bolo nutné z dôvodu potrebného vysokého stupňa vystuženia použiť ako výstuž valcované oceľové nosníky typov HEB200, INP240 a INP320. Funkciu vypaženia zeminy medzi pilótami, ktoré sú v osových vzdialenostiach 0,6–1,5 m, zabezpečuje striekaný betón hrúbky 10–15 cm (s klenbovým profilom vo vodorovnom smere) vystužený jednou až dvomi vrstvami kari sietí.
Hornú časť pilótovej steny je nutné rozoprieť oceľovým rozperným systémom – s ohľadom na rôznu hĺbku plošných základov a výskyt klenbových pivníc v susedných objektoch. Sily v rozperách sa musia preniesť na druhú stranu stavebnej jamy do miesta jestvujúceho kolektoru, respektíve prefabrikovanej nosnej stropnej konštrukcie podchodu oceľovými rozpierami S1–S8. Vodorovné stuženie pilótovej steny (navrhnuté z profilu HEB320) zabezpečuje spolupôsobenie jednotlivých pilót, pričom sa konštrukcia správa podobne ako súvislá podzemná stena.

Celkový pohľad na stavebnú jamu Astoria Palace

Rozpery
Samotné rozpery S3–S8 sú navrhnuté z profilov HEB280. Osadené sú na vodorovnom stužení pilótovej steny. Horizontálnu silu prenášajú do železobetónovej konštrukcie pôvodného podchodu. Rozpera S2 je dlhá až 20,6 m. Vzhľadom na veľkú vzpernú dĺžku i veľkosť prenášaných síl bolo potrebné vytvoriť dostatočne tuhý prvok spriahnutím dvoch oceľových profilov (2 × HEB360). Rozpera je ešte v mieste pripojenia rozširujúcich profilov HEB280 podopretá oceľovou stojkou. Obdobným riešením ako S2 bola realizovaná aj rozpera S1 (rovnako dĺžky 20,6 m) s tým rozdielom, že na strane pilótovej steny je vejárovite rozšírená štyrmi profilmi HEB340. Tieto profily zabezpečujú maximálnu možnú plochu prenosu horizontálnych síl z pilótovej steny. Rozperu S1 tvorí zvarený oceľový prvok z profilov 2 × HEB400. Podopretá je dvomi stojkami – ST1 (CFA pilóta s vloženým HEB profilom) a ST3 (tri navzájom spriahnuté mikropilóty). Počas samotnej realizácie bola venovaná zvýšená pozornosť a presnosť všetkým konštrukčným prácam na oceľových rozperách, ktoré boli alfou a omegou celého zabezpečenia stavebnej jamy.

Zachytenie paženia
Druhý, respektíve tretí horizont pažiacej konštrukcie sa zachycuje predopnutými 3- až 6-pramencovými dočasnými zemnými kotvami dĺžky 14,0–16,0 m. Funkciu rozperného a kotevného systému počas výstavby diela postupne preberá základová doska a stropné konštrukcie suterénu, ktoré ju úplne prevezmú v konečnej fáze výstavby.

Stabilizácia
Steny výkopu medzi dvomi rozdielnymi výškovými úrovňami základovej škáry (rozdiel činí až 5,0 m) sa stabilizujú klincovaným svahom a striekaným betónom vystuženým kari sieťami. Novovybudovaný kolektor kanalizácie podchycuje mikropilótová stena. Mikropilóty majú negatívny sklon 10 ° od zvislice (z dôvodu nedostatočného priestoru pre paženie v pôvodnej koncepcii pôdorysu suterénu). Náš projekt v prvej fáze uvažoval s opretím rozpery S1 pozdĺžnym oceľovým stužením do novovybudovaného kolektoru kanalizácie, avšak samotná subtílna krabicová konštrukcia kolektoru nebola schopná preniesť toto zaťaženie. Bolo nutné zvážiť alternatívne riešenie.
Pre aktivovanie dostatočne veľkého pasívneho odporu zeminy na prenos horizontálnej sily z rozpery S1 do podložia bol navrhnutý monolitický blok o rozmeroch 5,6 × 5,0 m hrúbky 0,35 m. Monolitický blok je zhotovený po odkopaní a zabezpečení steny svahu pod telesom kolektora. Stena výkopu je zabezpečená po etapách striekaným betónom, ktorý plní funkciu strateného debnenia. Dodatočne boli pre zvýšenie únosnosti kotevného bloku realizované horizontálne vŕtané mikropilóty a zemné klince. Z vonkajšej strany je použité klasické debnenie, do ktorého bol vložený armokoš následne zaliaty betónom. Týmto postupom vznikol dostatočne tuhý oporný železobetónový blok.

Monitoring
Pred zahájením stavebných prác špeciálneho zakladania investor zabezpečil pasportizáciu porúch susedných objektov a osadenie bodov výškového merania pomocou veľmi presnej nivelácie. Monitoring bol a je vykonávaný v rozhodujúcich fázach výstavby: vŕtanie pilót, výkop pre realizáciu kotevného/rozperného systému, realizácia kotiev/rozpier, výkop na základovú škáru, ako i spätné fázy výstavby. Ako kritérium bola stanovená deformácia pažiacej steny do 15 mm a sadnutie základov v blízkosti paženia do 7,5 mm.

ZÁVER
Napriek komplikovanej priestorovej situácii staveniska, nehovoriac o potenciálnych kolíziách s inžinierskymi sieťami, sa podarilo úspešne zrealizovať všetky naprojektované geotechnické a inžinierske konštrukcie pre otvorenie stavebnej jamy až po základovú škáru bez vzniku akejkoľvek materiálnej škody alebo poruchy na susedných budovách. Namerané hodnoty deformácií pažiacich konštrukcií nedosiahli v žiadnej z kritických fáz výstavby dovolené hodnoty pretvorenia konštrukcie.

Autor

• (red)