Tunel Klimkovice - Zajištění svahu stavební jámy injekčními zavrtávacími kotevními tyčemi Titan

CHARAKTERISTIKA PROBLÉMU
V průběhu hloubení stavební jámy „Brno“ narostly nežádoucí deformace pravého svahu stavební jámy v měřených profilech km 141,160, 141,200 a 141,240. Maximální deformace byly v prostoru nad lavičkou svahu a na horní převázce tyčových kotev. Z petrografického popisu inklinometrického vrtu v profilu km 141,240 bylo zřejmé, že se v hloubce 2,9 až 8,2 m pod úrovní horní hrany svahu nalézá pásmo geologické poruchy. Skalní masiv jílovců je v oblasti poruchy rozpukán do strmých ploch vrstevnatosti o sklonu 75 až 90° a v oblasti se rovněž vyskytují pásma s jílovcovou drtí v mocnostech 0,1 – 0,2 m. Údaje monitoringu svahu a výsledky výpočtů prokazovaly vznik nestabilního mechanismu s možností zřícení části svahu do stavební jámy. Kvůli projevům deformací a prognóze deštivého počasí bylo 21. června 2005 rozhodnuto zamezit dalšímu vzniku deformací a zajistit tak bezpečnou stabilitu svahu i v nepříznivých klimatických a hydrogeologických poměrech.

TECHNICKÉ ŘEŠENÍ
Technické řešení zajištění stability předmětné části svahu v km 141,160 – 141,250 bylo stanoveno projektovou dokumentací, kterou zpracovala společnost Amberg Engineering Brno. Na základě modelování a statického posouzení bylo navrženo řešení, sestávající z těchto opatření:

• Povrchové kvartérní vrstvy budou odstraněny tak, aby v hloubce 2 m pod horní hranou svahu vznikla lavička šířky 1,85 m. Povrch lavičky bude příčně skloněn směrem do jámy; proti zatékání srážkové vody bude spolu se svahem ochráněn 50 mm silnou vrstvou stříkaného betonu.
• Neprodleně budou dokotveny spodní etáže tyčových kotev, které budou injektovány rychletuhnoucí směsí Ekoment.
• Pod lavičkou na spodní hraně části svahu, zajištěného hřebíkováním, dodatečně přibude etáž tyčových kotev z injekčních zavrtávacích kotevních tyčí Titan délky 12,0 m do vrtů, hlubokých 11,5 m. Osová vzdálenost kotev je 3,5 m, sklon 15° od vodorovné roviny. Přikotvena bude převázkami z profilu Larsen délky 5,5 m (přes dvě kotvy). Kotvy budou mít zajištěnu volnou, nezainjektovanou délku 3,0 m. Injektáž bude z časových důvodů provedena rovněž rychletuhnoucí směsí. Kotvy budou předepnuty na kotevní sílu P₀ = 300 kN. Síly P₀ musí být dosaženo s koeficientem bezpečnosti odporu γ_Rmin = 1,35 podle ČSN EN 1537.

V dané situaci bylo potřeba ve velmi krátkém čase zajistit urychlené realizace injekčních zavrtávacích kotev Titan 40/20 mm délky 12,0 m ve výšce 8–11 m nad úrovní dna stavební jámy a následné provedení převázek z profilů Larsen a předepnutí kotev na předepsanou kotevní sílu 300 kN.

PRŮBĚH REALIZACE
Společnost Minova Bohemia se podílela na zajištění stability svahu dodatečnou etáží 28 injekčních zavrtávacích kotev Titan 40/20 mm délky 12,0 m, převázkami z profilu Larsen délky 5,5 m a předepnutím kotev na kotevní sílu 300 kN. Veškeré práce a dodávky musely být co nejrychlejší, proto bylo rozhodnuto pracovat v nepřetržitém provozu ve dvou dvanáctihodinových směnách.

Vrtání kotev Titan
Po prohlídce staveniště 24. června 2005 bylo projednáno a rozhodnuto, že kvůli nebezpečí z prodlení budou kotvy Titan vrtány hydraulickou vrtací soupravou Morath, která bude upevněna speciálními úchyty na pracovním koši hydraulické pracovní plošiny s výškovým dosahem 12 m, přičemž hydraulický agregát vrtací soupravy bude umístěn na dně stavební jámy. Ve dnech 25. a 26. června začaly přípravné a pomocné práce a vlastní vrtání kotev Titan začalo 27. června. Byly použity ztracené vrtací korunky z tvrdokovu o průměru 64 mm. Jednotlivé kotvy byly sestavovány z tyčí délky 2,0 m, které byly při zavrtávání spojovány spojníky 54 × 104 mm. Všech 28 kotev v celkové délce 336 m bylo zavrtáno mezi 27. a 30. červnem. Maximální denní výkon činil devět kotev, tj. 108 m. V průběhu vrtání došlo 28. června na noční směně k mechanickému poškození pracovní plošiny (prasklý svar na výsuvném rameni), proto bylo vrtání na den přerušeno. Po dohodě s objednatelem byla pracovní plošina urychleně vyměněna a zavrtávání kotev skončilo 30. června.

Injektáž kotev
Bezprostředně po zavrtání byly kotvy injektovány speciální rychletuhnoucí kotevní směsí Ekoment. Pro injektáž bylo použito injekční čerpadlo, které bylo umístěno na dně stavební jámy, ostatní potřebné práce byly prováděny z pracovní plošiny. Volná, neinjektovaná část kotvy v délce 3,0 m byla před injektáží opatřena polyetylenovou chráničkou. Všechny kotvy byly zainjektovány ve dvou dnech, bylo spotřebováno 1.940 kg injekční směsi, průměrná spotřeba na jednu kotvu činila 69,3 kg. Kotvy byly injektovány tlakem 3,0 – 4,0 MPa.

Celý nezkrácený článek včetně všech fotografií si můžete přečíst ve speciální příloze Vybrané dálnice ČR a SR, která je součástí čísla 6/2005.

Autor

• (red)