Riešenia MACCAFERRI v styku s mostnými oporami na slovenských stavbách budovaných v sučasnosti

• Foto

ÚVOD

Vystužené horninové konštrukcie s betónovými panelmi alebo gabionovým drôtokamenným košom v líci predstavujú dva základné typy bezúdržbových oporných konštrukcií z hľadiska ich prevádzky. V posledných rokoch sú veľmi často používané predovšetkým v dopravnom staviteľstve nakoľko majú množstvo výhod nielen pre stavebníkov ale aj realizátorov stavieb. Tento príspevok opisuje niektoré z množstva typov takýchto aplikácií, ktoré sú použité v praxi. Podrobnejšie sa zameriava na ich použitie v blízkosti mostných opôr, pri ktorých bolo potrebné rešpektovať predovšetkým trvalé zábery, a kde z dôvodu ekonomickej hospodárnosti a časovej efektívnosti výstavby nebolo možné realizovať železobetónové konštrukcie. Jedná sa o tieto typy konštrukcií z produktového portfólia MACCAFERRI: systém Terramesh ^® – oporný múr pod oporou mostného objektu, MacRes^® – mostné krídla pri oporách a Reno matrace^® – úprava svahových kužeľov pri mostných objektoch.

VYSTUŽENÉ HORNINOVÉ KONŠTRUKCIE V STYKU S MOSTNÝMI OBJEKTAMI

Predstavujú konštrukcie, ktoré sú tvorené lícovým prvkom, výstužným geosyntetickým prvkom a zásypovou zeminou. Okrem finančnej úspory poskytujú technickú a estetickú alternatívu k tradičným oporným gravitačným konštrukciám a sú veľmi vhodnou technológiou pre budovanie vysokých oporných konštrukcií hlavne pre ich flexibilitu. Rozmach používania vystužených horninových konštrukcií v dopravnom staviteľstve v súčasnosti súvisí s rozvojom výroby geosyntetických a oceľových výstuh v kombinácii s rôznymi typmi lícového opevnenia.

D3 Svrčinovec – Skalité, oporné múry 281-39, 281-41 v križovatke Svrčinovec

Na stavbe diaľnice D3 Svrčinovec – Skalité, križovatka Svrčinovec, bol pre objekty 281-39, 281-41 navrhnutý priečny rez vystuženej horninovej konštrukcie znázornený na obr. 2. Oporné múry majú výšku 1,65 – 5,80 m a sú založené na základovom páse rozmeru 350 × 150 mm. Na zabezpečenie celkovej stability vystuženej horninovej konštrukcie je v päte múru navrhnutý železobetónový kotevný veniec, ktorý je založený hĺbkovo na pilótach a do svahu je prekotvený lanovými kotvami. Múry sú navrhnuté ako jednoetážové a tvoria krídla mostných opôr. V korune je navrhnutá monolitická rímsa so zabudovaným „Z“ profilom z dôvodu kotvenia zábradľového zvodidla na rímse.

Systém MacRes^® je vystužená horninová konštrukcia, ktorá predstavuje kombináciu vertikálnych betónových pohľadových prefabrikátov hr. 140 mm z betónu triedy C30/37 v líci konštrukcie a vystuženého zásypu formou horizontálnych vysokoadhéznych polymerických geopásov ParaWeb. Zvislá vzdialenosť medzi jednotlivými úrovňami geopásov je 0,75 m. Skladba múru je tvorená prevažne základným typom panelov s rozmermi 1,5 × 1,5 m, no z dôvodu premenlivému tvaru konštrukcie a šachovnicového rozloženia v pohľade sa používajú aj panely iných rozmerov. Panely sú založené na základovom páse rozmerov 0,35 × 0,15 m a všetky panely majú v sebe zabudované úchyty – na rubovej strane v počte závislom od statického výpočtu. V korune líca múru sa nachádza poloprefabrikovaná rímsa šírky 0,39 m z betónu C 30/37 prípadne iná monolitická rímsa, ktorej tvar závisí od požiadaviek projektu a umiestnenia zábradlia prípadne iného bezpečnostného záchytného zariadenia umiestneného na rímse.

D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka, oporný múr pri opore mosta 206-00

Hlavnou funkciou oporného múru je zaistenie svahového kužeľa cestného telesa diaľnice D1 pri mostnej opore č. 17,18 v km 31,936 – 32,042. Navrhnutá vystužená horninová konštrukcia s gabionovým prvkom v čele. Geometrické riešenie oporného múru vychádza z polohy opory 17/18 mosta 206-00, vedenia diaľnice D1 a z morfológie existujúceho terénu. Oporný múr je navrhnutý ako dvojetážový. Konštrukcia múru je navrhnutá zo systému prefabrikovanej modulárnej konštrukcie tvorenej lícovými drôtokamennými prvkami s integrovanou výstužnou oceľovou sieťou. Lícové prvky majú základný rozmer 2,0 × 0,5 × 0,8 m s vystužením formou horizontálneho panelu zo šesťuholníkovej dvojzákrutovej oceľovej siete dĺžky 3,0 m, s typom oka 8 × 10, ktorý je súčasťou bloku s gabionovým košom v líci. Priemer drôtu oceľovej dvojzákrutovej siete je 2,7/3,7mm. Povrchovú úpravu siete tohto bloku tvorí Galmac + PVC. Gabionové čelo a horizontálna výstuž sú spojené už vo výrobnom procese a tvoria ucelenú časť systému. Vonkajšia stabilita oporného múru je zabezpečená pomocou jednoosových ohybných geomreží ParaGrid. Sklon líca oporného múru je navrhnutý ako odstupňovaný v sklone 5:1.

Lícové gabionové modulárne prvky sú vyrobené ako celok, ktorý sa skladá z gabionového koša a horizontálnej výstuhy z dvojzákrutovej oceľovej siete s PVC povrchovou ochranou. Jednou z výhod takejto konštrukcie pri realizácii je, že nepotrebuje plné externé kotvené debnenie, čo umožňuje rýchlu inštaláciu s veľmi progresívnym postupom stavebných prác. Hlavným princípom použitia modulárnych prvkov Terramesh^® je zabezpečenie stabilného líca a časti konštrukcie násypu v blízkosti líca. Základný materiál je odolný voči ohňu a nepodlieha krípu.

Geosyntetická výstuž – primárna výstuž ParaGrid je jednoosová vysokopevnostná geomreža s ťahovou pevnosťou 100 – 200 kN s polyesterovým jadrom a polyetylénovým ochranným plášťom, patrí medzi jeden z najstarších systémov vystuženia zemín na svete – prvá stavba bola zrealizovaná v roku 1977 (Veľká Británia). Hlavné použitie takýchto geomreží je pre vystuženie bázy násypov na neúnosných podložiach, násypov budovaných na pilótach a pre realizáciu vystužených zemných konštrukcií. Výhodou týchto materiálov je vysoká pevnosť, skladovanie v roliach. Geomreže sú vyrábané na zákazku pre konkrétnu stavbu podľa špecifikácie statického posúdenia a sú vhodné pre aj pre väčšinu aplikácii.

Opis hybridnej konštrukcie systém Terramesh^®
Hybridné konštrukcie kombinujú viacero výstužných prvkov. V deväťdesiatich rokoch minulého storočia vyvinula spoločnosť MACCAFERI hybridné konštrukcie ako kombináciu produktov z oceľovej dvojzákrutovej šesťhrannej siete a produktov z geosyntetických materiálov. Vývoj takýchto konštrukcií vznikol ako odpoveď na potreby stavebného  trhu využívať čo najefektívnejšie vystužené horninové konštrukcie vzhľadom na celkové náklady stavby. Výsledky takýchto konštrukcií zrealizovaných v Taliansku v tejto dekáde ukázali, že pri konštrukciách vyšších ako 10 m je efektívnejšie použiť kombináciu kratšej oceľovej siete za rubom s geosyntetickými výstuhami – geomrežami, ako len samotné použitie oceľovej siete ako výstužného prvku v plnej dĺžke. Pri veľmi vysokých konštrukciách, pevnosť požadovaná na vystuženie takýchto horninových konštrukcií významne narastá a je potrebné použitie vysokopevnostných geomreží namiesto oceľovej dvojzákrutovej šesťhrannej siete. Hybridné konštrukcie sa dnes stávajú  súčasťou významných projektov dopravnej infraštruktúry a tiež environmentálnych stavieb. Spoločnou charakteristickou črtou je, že sú navrhnuté a realizované ako vystužené horninové konštrukcie s použitím kombinácie viacerých druhov výstužných produktov. Takáto konštrukcia je teda budovaná z lícových modulárnych prvkov z dvojzákrutovej oceľovej poplastovanej s krátkou horizontálnou výstuhou, ktorá slúži iba ako sekundárna ťahová výstuha. Primárnymi výstuhami sú vysokopevnostné geomreže.

Hlavnými výhodami hybridnej konštrukcie sú:

• výrazne znižuje celkové náklady stavby
• suchý proces budovania konštrukcie skracuje čas výstavby
• modulárnosť systému
• vytváranie ekologicky šetrných stavieb

R1 Banská Bystrica – severný obchvat, objekty 211-00, 213-00 a 214-00 Rudlovská križovatka

Na základe problému s technologickými obmedzeniami výstavby v zimných mesiacoch, boli pôvodne navrhnuté opevnenia svahových kužeľov kamennou dlažbou do betónu nahradené riešením s použitím RENO matracov. Nakoľko sa ukázalo toto riešenie po technickej aj finančnej stránke ako najefektívnejšie, komplexne sa riešili úpravy pod všetkými mostnými objektami na Rudlovskej križovatke. Svahy pri mostných oporách ako aj v celom tieni pod mostnými objektmi sú spevnené prostredníctvom RENO matracov hr. 230 mm, ktoré sú tvorené z dvojzákrutovej oceľovej siete typu 6 × 8 (cm) s priemerom drôtu 2,2 mm a jeho povrchovou ochranou Galmac. Ako výplň do RENO matracov bol v tomto prípade použitý kmeň andezit z miestneho lomu. Z dôvodu premenného sklonu svahov bolo potrebné niektoré matrace kotviť pomocou zemných klincov a v spodnej časti je päta svahu spevnená kameňom do suchého betónu.

Reno matrace sú pripravené ako spojitý prvok so všetkými komponentami (dno, bočné steny, priečky a čelá) mechanicky priamo vo výrobe okrem veka, ktoré je dodávané osobitne v roliach. Matrace sú dodávané v zloženej forme skladané a balené do balíkov pre lepšiu manipuláciu.

ZÁVER

Za dodávateľa materiálov, ktoré sú súčasťou funkčných, hospodárnych a estetických riešení môžem konštatovať, že sme radi a teší nás, že naše produkty dotvárajú podobu dnešných stavieb dopravnej infraštruktúry. Tieto konštrukcie predstavujú variantné riešenia tradičných železobetónových konštrukcií, ktoré zároveň nenásilne zapadnú do okolitého prostredia a svojím prejavom zvýraznia charakter stavebného diela.

Foto: MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s. r. o.

LITERATÚRA:
[1] Adamec J.: Vystužené horninové konštrukcie vo výstavbe na Slovensku, Inžinierske stavby 04/2014
[2] Adamec J., Sňahničan J.: Inovácie riešení pomocou vystužených zemných konštrukcií na stavbe D1 Fričovce – Svinia, Konferencia Geotechnika 2014, konferencia
[3] Adamec J., Lichý Ľ.: Drôtokamenné konštrukcie na stavbe D1 – Jánovce – Jablonov II. úsek,
[4] www.maccaferri.com/sk 

Maccaferri Solutions in Relation with the Bridge Supports Used in the Structures Being Currently Built in Slovakia
Reinforced rock structures with face concrete panels or a face gabion basket are currently quite popular. This article seeks to describe uses of such structures near the bridge supports being executed on D1 Highway Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka and D3 Highway Svrčinovec – Skalité. When designing the solutions, the types of the face element were designed with regard to the surrounding environment and a layout of the construction.

Autor

• Ing. Funtik Peter