Ing. Pavel Šípek Geoengineering, spol.s r.o., Korunní 32, 708 00 Ostrava Mar. Hory tel.: 596 624 091, fax: 596 615 889, e mail: pavel.sipek@geoengineering.cz RNDr. Eva Hrubešová, Ph.D., Prof. Ing. Josef Aldorf, DrSc. VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební, L. Podéště 1758, 708 00 Ostrava Poruba tel.: 597 321 944, fax: 597 321 943, e mail: josef.aldorf@vsb.cz OPTIMALIZACE PAŽENÍ STAVEBNÍ JÁMY VÝSTUPNÍ KOMORY Z KOLEKTORU, SITUOVANÉ PŘED HOTELOVÝM DOMEM IMPERIAL, ZALOŽENÉ NA STABILIZACI ZEMNÍHO OKOLÍ TECHNOLOGIÍ KOTVENÍ A HŘEBÍKOVÁNÍ Abstract: Paper deals with the pit construction ofr exit facility, which will served as emergency path from sewer collector placed in front of Hotel Imperial in the city centre Ostrava. The design is based on ground stabilization by means of sheeting, nailing and anchoring. The pit construction was executed within project Enlargement of sewage net of Ostrava Stage of construction II City centre sewer collector SO 024 Hotel Imperial s emergency path. 1. Úvod Předmětem příspěvku je realizace stavební jámy pro založení výstupní komory únikové cesty z kolektoru. Stavební jáma je situovaná před hotelovým domem Imperial, v centru města Ostravy. Prostorově je napojena na stávající objekt podzemních garáží hotelu Imperial, ve vzdálenosti cca. 4,5 m od samotného objektu hotelu. Dno stavební jámy je založeno cca. 6,0 m p.ú.t., cca. 3,0 m pod úrovní základové spáry přilehlé obvodové stěny hotelu Imperial. Návrh pažení stavební jámy je založen na stabilizaci zemního okolí technologií hřebíkování a kotvení. Stavební jáma byla realizována v rámci stavby Rozšíření kanalizačního systému města Ostravy stavba II Kolektor Centrum SO 024 Úniková cesta u hotelu Imprial. Stavební práce byly zahájeny následně po realizaci tubusu kolektoru a přilehlé komory K 12 (ul. Zámecká), na kterou úniková cesta s výstupní komorou navazují (obr. 1). Vlivem výstavby přilehlé části kolektoru a komory K 12, byly na přilehlé obvodové stěně hotelu Imperial, zaznamenány poklesy v hodnotě 13,5 mm. Na základě zpracovaného statického posouzení objektu Imperial, byl stanoven výsledný přípustný mezní pokles obvodové stěny v hodnotě max. 25 mm. 2. Technický popis - základní údaje stavby, konstrukce pažení stavební jámy Stavební jáma byla realizována v půdorysném tvaru polygonu, který respektoval tvar stavebního objektu výstupní komory, v max. půdorysném rozměru cca. 6,5 x 6,0 m. Def. stavební hloubka stavební jámy byla cca. 6,0 m p.ú.t. Pažení stavební jámy bylo navrženo a realizováno systémem hřebíkování (realizací injektovaných hřebů, kotev), kombinovaného s příložným pažením pažinami Union, 52
ukládanými za horizontální prahy. Horizontální prahy byly navázány na hlavy injektovaných kotev. Technické řešení vychází z postupného prohlubování stavební jámy, po dílčích etážích a souběžné realizace výztužných injektovaných hřebů, kotvených přes horizontální prahy z profilových tyčí U 260 (obr. 2, 3, 4). Kotvy byly v každé úrovni předepnuty. Realizovány byly z injektovaných kotevních tyčí TITAN 30/11, v konstrukčních délkách 3,5 až 6,0 m, s jednotným úklonem 15. Pro injektáž hřebů byla využita rychletuhnoucí injektážní cementová suspenze. Předepnutí hřebů bylo prováděno s časovým odstupem 1 dne od instalace (zainjektování kořene), po zatvrdnutí kořene (obr. 2). Po obvodu stavební jámy (mezi stěnou hotelu a stavební jamou) byla, v předstihu hloubení, realizována technologická clona z injektovaných trubek, osazených s roztečí á 0,25 m. Funkce injektáží clony byla ochranná a bezpečnostní. S ohledem na geologický profil v místě stavby (od úrovně 3,0 m nesoudržné štěrkové zeminy) bylo nutné v předstihu hloubení zajistit stabilitu výlomu, do doby realizace def. pažení a minimalizovat riziko vyjetí zeminy do prostoru stavební jámy (vytvoření nadvýlonů), s doprovodným rozvolněním zemního okolí. Pro zajištění plné aktivace pažení byla, v každé úrovni hloubení, realizována výplňová tamponáž volného meziprostoru za pažiny Union cementovou směsí (popř. řídkou cementovou maltou). Účelem bylo zajištění plného kontaktu mezi pažinami Union a obvodovou clonící stěnou. V průběhu hloubení byla provedena stabilizace dna stavební jámy, instalací svislých injektovaných hřebů dl. 2,0 m, v celé ploše dna stavební jámy (1 ks/m 2 ). Ze stabilitního hlediska bylo optimálním řešením instalovat hřeby z předposlední úrovně hloubení (-5,0 m 4. fáze výkopů), v celém půdorysné rozsahu dna stavební jámy. V průběhu výstavby byl technologický postup stabilizace dna přizpůsoben potřebám a technickým možnostem realizátora stavby. Dno stavební jámy bylo rozděleno do dílčích segmentů. Prohlubování dna stavební jámy do definitivní hloubkové úrovně bylo prováděno postupně po dílčích segmentech. Stabilizace dna byla prováděna následně, v prohloubených segmentech, z úrovně dna. Podchycení stávající stěny strojovny VZT a rampy sjezdu do prostrou garáží bylo realizováno postupně s prohlubováním dna stavební jámy stříkaným betonem, na svař. síť, ukotvenou injektovanými hřeby (Titan 30/11, dl.2,0m, 1 ks/m 2 ). 3. Modelování vlivu technických opatření na velikost posunů základu budovy hotelu Imperial Navržené technické řešení (obr. 1, 2) vycházelo z výsledků matematického modelu MKP, který potvrdil předpoklad, že zpevnění dna hřebíkováním umožňuje snížit velikost svislého sedání základu o cca 20 % (viz obr. 5) a dostat se tak s jistou rezervou do tolerance dodatečného přípustného sedání (max. cca 10-12 mm). Přesto odborná komise MMO doporučila, jako dodatečné ochranné opatření, realizovat clonící mikropilotovou stěnu mezi stěnou hotelu a stavební jámou (obr. 2). Autoři příspěvku proto realizovali další matematické řešení, které mělo potvrdit nebo vyvrátit předpoklad o clonící stěně jako nejefektivnějším opatření pro omezení deformací základů. Výsledky modelu ukázaly (obr. 6, 7), že vliv clonící stěny je velmi problematický, protože: - u horizontálních posunů může bez hřebíkování dna dojít dokonce ke zvětšení posunů na hodnotu až cca 16 mm (obr. 7) - u svislých posunů je efekt samotné clonící stěny velmi nízký, protože max. velikost sednutí dosahuje prakticky stejné velikosti jako v případě nezpevněného dna jámy (obr. 5, 6). Efekt clonící stěny je největší a projevuje se pouze v kombinaci se zpevněním dna, kdy dochází ke snížení výpočtového svislého posunu na hodnotu cca 1 mm (obr. 6). 53
Výsledky měření (INSET) prakticky tento závěr plně potvrzují, realizace stavební jámy i šikmé štoly východu z kolektoru proběhla bez mimořádných událostí a konstrukce hotelu Imperial neutrpěla prakticky žádná poškození. I obr. 1 1:50 obr. 2 54
obr. 3 Pohled na paženou stěnu přiléhající k obvodové stěně hotelu (vlevo východ z kolektoru) obr. 4 Pohled na ústí východu z kolektoru ve stavební jámě před začátkem ražení 55
s vlivem hřebíkování dna (max. 7 mm) bez hřebíkování dna (max. 10 mm) obr. 5 Průběh vertikálních posunů ve středu základu hotelu Imperial (bez clonící stěny) cca 1 mm (s hřebíkováním dna) cca 10 mm (bez hřebíkování dna jámy) obr. 6 Průběh vertikálních posunů středu základu hotelu Imperial se clonící stěnou 56
cca 16 mm (bez hřebíkování dna) cca 1 mm (s hřebíkováním dna) Obr. 7 Průběh horizontálních posunů středu základu hotelu Imperial se clonící stěnou 57