Vylehčená zemní konstrukce na rychlostní silnici R6 v úseku Jenišov – Nové Sedlo

• Foto

SITUACE STAVBY A GEOTECHNICKÉ PODMÍNKY
Rychlostní komunikace R6 je významnou českou dopravní tepnou, která je součástí mezinárodní silniční sítě TEN-T. V úseku Jenišov – Nové Sedlo v katastru obce Hory prochází trasa komunikace ve staničení km 6,060 až km 6,710 plochým údolím při patě staré loketské výsypky. Tento úsek překonává silnice násypem o délce 650 m, vysokým až 11 m. Základové podmínky v místě násypu jsou značně nepříznivé.

PROJEKTOVÉ ŘEŠENÍ
Původní navržené řešení úpravy podloží násypu spočívalo v sanaci podloží vrtanými konsolidačními štěrkovými drény, kterými se měla urychlit konsolidace podloží. Celkové sedání při použití běžné sypaniny do násypu bylo vypočtené na 0,47 m. Vzhledem k malé smykové pevnosti vysoce plastických jílů v podloží bylo nutné zajistit stabilitu násypu, a to vyztužením báze násypu geosyntetiky. Pod násypem byla navržena konstrukce ze dvou vrstev štěrkopísku, mezi které byly vloženy separační a výztužná geotextilie.

Alternativní řešení navržené specialisty společnosti ARCADIS Geotechnika a. s. a podložené matematickým modelováním vycházelo z myšlenky omezit sedání a zlepšit stabilitu násypu pomocí lehkého keramického kameniva (LKK). Keramické kamenivo má 5x menší objemovou hmotnost než běžná zhutněná zemina, přičemž jeho smyková pevnost je na úrovni dobře zrněného štěrku. V navrženém sendvičovém uspořádání 0,8 m LKK a 0,2 m zeminy se dosáhne snížení sedání o 60 % (z 0,47 m na 0,19 m) a stupeň bezpečnosti násypu je vyšší než v případě násypu z běžné sypaniny s vyztuženou bází. Nově navržená varianta se rovněž projeví i na dodatečném sednutí po dokončení stavby, kdy u násypu z běžné sypaniny lze očekávat dodatečné sedání v hodnotě 7 cm, u vylehčeného násypu je tato hodnota necelé 3 cm. Podle nové varianty ARCADIS Geotechnika a.s. zpracovala geotechnickou část projektu a projektant stavby PRAGOPROJEKT, a. s. vyhotovil konečnou realizační dokumentaci. Pro vybraného zhotovitele stavby, EUROVIA CS, a. s. byly společností ARCADIS Geotechnika a. s. zpracovány Zvláštní technicko-kvalitativní podmínky pro správné provedení stavby v souladu s TP 198 Vylehčené násypy pozemních komunikací.

POPIS STAVBY
Stavba vylehčeného násypu probíhala od května 2008. Na počátku bylo upravené podloží násypu překryto geotextilií, na níž byla navezena drenážní štěrková vrstva, a na vnějších stranách násypu byly zhotoveny podélné hrázky, do kterých se naváželo lehké keramické kamenivo. Po navezení kameniva na mocnost 0,8 m došlo k jeho mírnému zhutnění pojezdy buldozeru, který povrch urovnal do roviny. Na urovnaný povrch LKK se navezla a rozhrnula zemina (hlinitý písek) o mocnosti 0,20 m, která měla funkci dělicí vrstvy a přes kterou pak bylo celé souvrství zhutněno.

Násyp byl budován po těchto 1,0 m vysokých vodorovných vrstvách, sypaných převážně v celé šíři budoucí komunikace, celkem bylo provedeno celkem 19 vylehčených vrstev s objemem 101 230 m³.

KONTROLA KVALITY
Kontrola kvality provádění vylehčeného násypu spočívala jak v ověřování kvality naváženého LKK, tak v kontrole kvality zpracování, tj. míry zhutnění, a to jak celého souvrství LKK-zemina, tak míry zhutnění roznášecí zemní vrstvy. Dodržování předepsaných kvalitativních parametrů bylo pracovníky ARCADIS Geotechnika důsledně kontrolováno a při zjištění nevyhovujících hodnot byla okamžitě požadována náprava.

GEOTECHNICKÝ MONITORIG
Pro ověření správnosti všech numerických analýz, zejména velikosti deformací, byl ve dvou příčných profilech navržen a průběžně prováděn geotechnický monitoring sedání a vývoje pórových tlaků. Největší sedání (17,9 cm) bylo naměřeno v levé části násypu (predikce byla max. 19 cm), kde se vyskytovaly stlačitelnější zeminy. V pravé části podloží je sedání nižší. Přírůstek sedání 1,1 cm za 11 měsíců (březen 2010 až únor 2011) je dostatečně nízký a vykazuje zřetelné ustalování.

V průběhu stavby se rovněž ověřovala stabilita násypu a za tím účelem se měřil pórový tlak ve stejných příčných profilech pod násypem jako sedání. V průběhu výstavby se pórový tlak v místě prvního profilu zvýšil o 20 kPa (z 30 na 50 kPa). Stabilita násypu se tím snížila velmi málo a stupeň bezpečnosti byl F > 1,3. U druhého profilu se pórové tlaky v podloží zvýšily pouze o 12 kPa (z 12 na 24 kPa) a stupeň stability se prakticky nezměnil.

Systémem kontrolního sledování se potvrdila správnost numerických analýz vypracovaných ve fázi projektování, na základě kterých se rozhodovalo o volbě nejvhodnější varianty výstavby násypu.

ZÁVĚR
Stavba největšího vylehčeného násypu, jaký kdy byl v České republice postaven, byla dokončena v dubnu 2009 a celý úsek rychlostní komunikace R1 Jenišov – Nové Sedlo byl uveden do provozu v červnu 2010. Náklady původní varianty násypu činily více než 140 mil. Kč, u nové varianty, vylehčené zemní konstrukce, dosáhly konečné náklady 120,2 mil. Kč (vše bez DPH). Dosažená přímá finanční úspora tedy činí více než 20 mil. Kč, což představuje14 % původně uvažovaných nákladů.

Stavba splňuje současný trend Ministerstva dopravy ČR o hledání úsporných řešení a je typickou ukázkou použití moderní technologie, která představuje technicky kvalitní a přitom velmi ekonomické řešení.

Proto byla tato ojedinělá vylehčená konstrukce společnostmi ARCADIS Geotechnika a. s., PRAGOPROJEKT, a. s. a EUROVIA CS, a. s. přihlášena do 8. ročníku celostátní soutěže Česká dopravní stavba roku 2010. Zdařilá stavba porotu zaujala a v náročné konkurenci získala nominaci na titul Česká dopravní stavba, projekt a inovace roku 2010. Nominační diplom je nejen významným oceněním kvalitní práce širokého realizačního týmu, ale zvyšuje také prestiž celého oboru geotechnika.

LITERATURA:
[1] Ing. V. Herle: Vysoký vylehčený násyp na R6 Jenišov – Nové sedlo, Silniční obzor 2/2011
[2] Ing. V. Pachta: Přihlášková dokumentace pro soutěž Česká dopravní stavba roku 2010

Relieved Earthworks on the Expressway R6 in section Jenišov – Nové Sedlo
The construction of the Expressway R6 in section Jenišov – Nové Sedlo is a significant and non-traditional solution of transition of an unbearablesubgrade by a unique relieved earthwork (embankment) according to the designof ARCADIS Geotechnika a. s. It is the biggest relieved embankmentconstructed not only in the Czech Republic but based on the available dataalso in the entire Europe. Using this modern solution using light ceramics gravel, the overall settling of the embankment has been limited and the construction period has been shortened. Moreover, the overall designed costsof the construction have decreased. The construction is a successful example of connecting technical and utility value of the construction work withpositive financial aspect. Currently after almost one year of putting intooccupation the construction does not show any faults.

Autor

• Ing. Pachta Vladimír