Zakládání a pažení budovy AZ Tower v Brně

• Foto

GEOLOGICKÉ POMĚRY STAVBY
Navrhované staveniště se nachází v jižní části města Brna, na katastrálním území Štýřice, v prakticky rovinném území, jehož niveleta byla v nedávné minulosti zvýšena o cca 2,5 až 3,0 m. Povrch terénu v místě stavby je pokryt navážkou charakteru hlíny s příměsí stavebního odpadu mocnosti 2,5–4,0 m. Geomorfologicky náleží budoucí staveniště k útvaru Dyjsko-svratecké nivy a z regionálně-geologického hlediska se zájmové území nachází při západním okraji Karpatské čelní předhlubně, která je vyplněna sedimenty mladších třetihor (miocénu, neboli spodního oddílu neogénu). Z geologického hlediska je předkvartérní podklad zájmového území budován neogenními mořskými sedimenty v podobě jílů, písčitých jílů, jílovitých písků až písků (jednotlivé typy neogenních sedimentů nejsou výrazně ohraničeny a laterárně i vertikálně se zastupují a plynule do sebe přecházejí). Z petrografického hlediska jsou tyto hlubokomořské usazeniny reprezentovány převážně spodnobádenským jílem (slínem) šedomodré až zelenošedé barvy, který je při svém povrchu téměř pevné konzistence a hlouběji až tvrdé konzistence, přičemž jeho mocnost činí až několik desítek metrů. Tyto mořské jíly jsou vodonosné, prakticky nepropustné, ale jejich písčité vložky obsahují vodu.

Kvartérní pokryv představují fluviální (říční) hlinitopísčité štěrky a v jejich nadloží povodňové hlíny – vlastní povrch terénu je tvořen (jako již bylo uvedeno) poměrně mohutnými navážkami, jejichž hloubka i složení je v jednotlivých vrtech značně proměnlivé – většinou se ale jedná o hlíny s příměsí stavebních materiálů (převážně ostrohranných štěrků). Z hlediska klasifikace základových půd jsou neogenní sedimenty zařazeny do třídy vysoce plastických jílů tř. F8 (CH) s konzistencí převážně pevnou až téměř tvrdou (zejména při výskytu lavic jílovců a pískovců). Při vlastním povrchu jsou ale tyto jíly vlivem výskytu souvislé hladiny podzemní vody částečně rozmočené až do konzistence lepší než tuhé až polopevné. Rovněž okolo vnitřních písčitých proplástek větší mocnosti mohou mít tyto jíly sníženu konzistenci na lepší než tuhou až pevnou. Úroveň povrchu neogenních sedimentů se mění od 6,8 do 10,0 m pod současným povrchem terénu (báze jílů nebylo dosaženo ani vrty do hloubky 30 m od povrchu terénu).

ZAJIŠTĚNÍ STAVEBNÍ JÁMY PRO REALIZACI ZÁKLADOVÝCH KONSTRUKCÍ
Pažení stavební jámy je navrženo jako železobetonová podzemní (milánská) stěna. Pažení je navrženo jako trvalá konstrukce, které bude zároveň tvořit železobetonovou monolitickou konstrukci suterénu objektu a základ obvodových stěn a sloupů. Stabilita podzemní stěny byla při výkopu stavební jámy zabezpečena dočasnými pramencovými kotvami. V konečném stavu byly stěny rozepřeny deskou a stropy suterénů.

Pro betonáž podzemních stěn byl použit beton C30/37 XA2 (dle ČSN EN 206-1, střední síranová agresivita), max. průsak 30 mm (dle ČSN EN 12 390-8). Betonáž lamel probíhala pomocí betonovacích trubek od paty stěn (min. dvě kolony – podle délky lamely). Při betonáži byl beton přebetonován přes vodící zídky tak, aby byl v koruně stěny kvalitní. Pažení rýhy při hloubení bylo realizováno bentonitovou suspenzí. V místě křížení modulových os L x XII, je tvar podzemní stěny navržen z důvodu šířky drapáku tak, že stěna zasahuje do profilu podzemního podlaží. Podzemní stěna byla v tomto místě v rámci zemních prací odříznuta.

Výztuž podzemní stěny byla realizována z jednotlivých armokošů. Hloubky podzemní stěny jsou dány statickým návrhem z hlediska pažící hloubky a déle jsou dány vlivem zatížení od horní stavby. Z hlediska vlivu podzemní vody, musela být pata podzemní stěny minimálně 1,5 m pod úrovní rozhraní báze štěrků a povrchu neogenních jílů. V případě, že by byly štěrky hlouběji, než je tento předpoklad, bylo by nutné stěnu příslušně prohloubit.

Pro zajištění stability podzemní stěny bylo navrženo kotvení pramencovými kotvami (pevnost lan R = 1 800 MPa). Kotvy byly navrženy jako dočasné. Po betonáži stropů 2. Podzemního podlaží a dosažení jeho požadované pevnosti byly hlavy kotev odkotveny, pramence uřezány a zaizolovány, celý otvor po kotvě zatěsněn a zapraven cementovou stěrkou.

ZALOŽENÍ OBJEKTU
Založení objektu je řešeno v interakci základové desky a vrtaných pilot se zemním prostředím. Základová deska není z vnějšího líce (spodního povrchu) betonu izolována vůči zemní vlhkosti ani radonu v okolním zemním prostředí (podloží). Základová deska má pod výškovou částí tl. 750 mm a pod podnoží tl. 450 mm a je navržena z vodonepropustného betonu tř. C 30/37 – XA2 s průsakem omezeným na 30 mm.

Vlastní základová deska je navržena jako vodonepropustná železobetonová konstrukce s omezenou šířkou trhliny na 0,20 mm a s těsněním veškerých pracovních spár v betonu vůči proniku podzemní vody do objektu. Povrch betonu v základové desce bude přímo pojížděn, a proto byl při betonáži upraven vsypem a po zavadnutí betonové směsi vyleštěn rotačními hladičkami. Z tohoto důvodu jsou betony navrženy ve třídě vlivu prostředí prostředí XF1, XA2, XC2, XM1. Základová deska je vyztužena vázanou výztuží tř. B500A, protože je navržena na omezenou šířku trhliny a výztuž proto nemůže být využita na mez plasticity.

Prohloubení základové desky pod dojezdem výtahu o 3,81 m je založeno na zalomené základové desce, jejíž svislá část má tl. 500 mm a vodorovná část (nejníže položená základová deska) tl. 600 mm.

Veškeré pracovní spáry běžné úrovně základové desky (jak k milánské stěně, tak i uvnitř plochy základové desky) jsou těsněny rozpínaným páskem z modifikovaného bentonitu (primární vnitřní okruh těsnění), jehož funkce je posílena pojistným okruhem z injektážní hadičky umožňující vícenásobnou injektáž (pojistný okruh je členěn do sekcí – úseků, které umožňují injektáží dotěsnit pouze problematickou část pracovní spáry) – injektážní pakry jsou umístěny při milánské stěně a v případě vodorovných pracovních spár základové desky jsou vyvedeny do paty navazujících svislých konstrukcí a vždy jsou (plnící i odvzdušňovací ventily) zaústěny do uzavíratelné krabičky. V nižší úrovni základové desky (v prohloubení dojezdu výtahu) je pracovní spára těsněna povrchovým pásem z měkčeného PVC se šesti výstupky o šířce pásu min. 320 mm (výška vodního sloupce v místě spáry může činit až 6,25 m, což spadá do kategorie třídy tlaku vody W2).

Na základě dohody s investorem bylo vnitřní prostředí obou podzemních podlaží zařazeno do třídy požadavků A2, což při výšce vodního sloupce od 2,5 do 3,2 m na spodní líc základové desky a až 6,25 m v úrovni pracovní spáry na horním líci základové desky prohlubně dojezdu výtahu spadá do konstrukční třídy Kon1. Základové konstrukce ve styku s podzemní vodou proto musely být navrženy na šířku trhliny do 0,20 mm (což splňuje i požadavky na omezení šířky trhliny do 0,20 mm kvůli korozivním účinkům bludných proudů na zabudovanou betonářskou výztuž) při tloušťce betonových konstrukčních prvků min. 350 mm.

Z hlediska provádění byla nejnižší část základové desky (v prohlubni dojezdu výtahu) betonována v jednom pracovním záběru a navazující svislé části zalomené základové desky (o tl. 500 mm) musely být betonovány zároveň s vyšší úrovní základové desky, která je v části okolo prohlubně v tl. 0,75 m betonována v jednom pracovním záběru (i z důvodu zamezení svislých spár v zalomených úsecích základové desky). Protože tyto svislé části musely být betonovány do jednostranného bednění, bylo záporové pažení vyrovnáno pomocí obyčejného pěnového polystyrénu EPS 20 v tloušťce min. 50 mm. Po započtení výrobních tolerancí vytýčení a provedení kotvené záporové stěny pažení prohlubně – tuto minimální hodnotu nebylo možné dále snížit, protože při objemových změnách betonové konstrukce nesmí být vyvozen pasivní zemní tlak na stěny zalomené základové desky prohlubně výtahu.

Foundation and shoring of the building AZ Tower
While in the last issue of the magazine KONSTRUKCE we focused on architectural and structural design of the new dominant building in Brno – AZ Tower, this time we are going to take a closer look at the foundation of this high-rise building.

Z podkladů Fundos, spol. s r. o. a PROPERITY, s. r. o.

Autor

• Bc. Fejfar Vítězslav