Vystužené horninové konštrukcie na stavbe rýchlostnej cesty R2 Ptruša – Kriváň

• Foto

Účelom stavby bolo vybudovanie rýchlostne kapacitne vyhovujúcej rýchlostnej cesty, ktorá preberie všetku tranzitnú dopravu, ako aj funkciu medzinárodného cestného ťahu. Predmetný úsek rýchlostnej cesty je navrhnutý v zmysle STN 73 6101 v kategórii R 24,5/100, križovatky sú navrhnuté v zmysle STN 73 6102.

Záujmové územie úseku cesty R2 je obmedzené daným geomorfologickým usporiadaním okolitej krajiny. Celková dĺžka úseku je 10,375 00 km. Rýchlostná cesta R2 sa začína v staničení 0,000 00 pred mimoúrovňovou križovatkou Pstruša, kde sa napája na predchádzajúci úsek R2 Zvolen, východ – Pstruša. Trasa vedie v inundačnom území povodia rieky Slatina, pozdĺž jestvujúcej cesty I/50 a železničnej trate Zvolen – Lučenec. Koniec úseku v staničení 10,375 00 je situovaný za mimoúrovňovou križovatkou Kriváň. Cesta je vedená v údolí rieky Slatina medzi pohoriami Slovenské Rudohorie, Poľana a Javorím, ktoré tvoria pomerne nepriestupnú bariéru v severojužnom smere.

Trasa úseku rýchlostnej cesty R2 sa na konci úseku napája na úsek R2 Kriváň – Lovinobaňa.

Trasa rýchlostnej cesty R2 je od začiatku vedená vo vysokom násype z dôvodu potreby prekonania viacerých prirodzených ale aj umelých prekážok (železničná trať, cesta prvej triedy I/50, rieka Slatina, produktovod atď.).

V meste Detva je rýchlostná cesta napojená na cestu I/50 cez privádzač.

TECHNICKÉ RIEŠENIE VYSTUŽENÝCH SVAHOV A MÚROV

Priestorové vedenie trasy je navrhnuté s ohľadom na minimalizáciu záberu pozemkov, vylúčenie asanácií jestvujúcich objektov a minimalizovanie jej dopadu na životné prostredie.

V trase úseku R2 Pstruša – Kriváň sú navrhnuté 3 mimoúrovňové križovatky, 13 mostných objektov, 13 protihlukových stien s celkovou dĺžkou 10 380,11 m, 2 oporné múry a 1 zárubný múr. Pri päte násypových svahov sú v niektorých miestach navrhnuté pätné múriky zo systému Terramesh (vystužený prefabrikovaný blok s gabionovým lícom), ktoré slúžia na minimalizáciu záberov poľnohospodárskej pôdy.

Násypy rýchlostnej cesty sú budované v sklonoch 1:1 pričom funkciu lícového prvku a výstuže čela plní prefabrikovaný výstužný modulárny blok Green Terramesh, ktorý je v niektorých úsekoch, kde násyp dosahuje vyššiu výšku, funkčne doplnený o primárne výstužné geomreže ParaGrid 80/05, ParaGrid 90/05 a ParaGrid 175/05 s dlhodobou návrhovou pevnosťou na 120 rokov v zmysle statického posúdenia.

Green Terramesh je modulárny systémový prvok – blok určený pre vystužovanie zemín a vytváranie strmých zelených svahov do sklonu 70 °. Systém je tvorený jedným blokom, ktorý v sebe spája výstužnú funkciu a zároveň zabezpečuje aj stabilitu a zazelenenie čela svahu. Na rozdiel od konkurenčných systémov, je Green Terramesh dodávaný na stavu ako prefabrikát, čo dramaticky prispieva k rýchlosti jeho inštalácie, ale aj k rýchlosti budovania samotného násypu.

Blok je vyrobený z oceľovej dvojzákrutovej šesťuholníkovej siete, ktorá v jednom celku tvorí výstužný panel, čelo aj vrchný panel. Základným materiálom bloku je šesťuholníková dvojzákrutová oceľová sieť s typom oka 8 × 10 cm s ochranou Galfan (zliatina Zn-Al5%-MM) a potiahnutím plastom PVC. Priemer oceľového poplastovaného drôtu je 2,7/3,7 mm (vnútorný/vonkajší).

V čele bloku je vložený výstužný panel zo zváranej oceľovej siete, ktorý je pevne spojený vo výrobnom procese s panelom z dvojzákrutovej siete. Tento zabezpečuje potrebnú tuhosť líca, ktorá je potrebná pri hutnení spätného zásypu, tak aby sa eliminovali vodorovné deformácie líca.

Na zabezpečenie sklonu svahu sú v bloku pripevnené dve trojuholníkové podpery a 4 ks dodatočných tyčových podpier priemeru 8 mm. Tyčové podpery sa kotvia na priečne výstužné poplastované oceľové prúty s priemerom 3,4/4,4 mm. Čelo bloku je zabezpečené protieróznou geosyntetickou sieťkou MacTex EC.

Budovanie svahu sa vykonáva vzájomným ukladaním blokov vedľa seba a na seba, pričom sa bloky vzájomne spájajú spojovacími C-krúžkami z vysokopevnostnej ocele, a hutnením násypovej zeminy. Sklon čela systému je 45°, výška čela je 57cm. Dĺžka výstuhy na základe statického výpočtu 3m, pričom pri svahov väčších výšok je oceľová výstužná sieť doplnené o prímárne geosyntetické výstuže – geomreže Paragrid potrebnej dĺžky. Šírka čela bloku Green Terramesh je 3 m.

Geomreže ParaGrid sú jednoosé výstužné plošné prvky, kde výstužné jadro je tvorené vysokohúževnatými polyesterovými vláknami (PET), ktoré majú vynikajúcu pevnosť v ťahu, ale sú málo odolné proti vonkajším vplyvom. Z tohto dôvodu sú PET vlákna obalené tuhým nízkohustotným polyetylénovým obalom (PE), ktorý zabezpečuje ochranu pri inštalácii a proti chemickým vplyvom prostredia. Plošná štruktúra geomreže ParaGrid je vytvorená priečnym zvarením PET pásov. Svah na korune vystuženého múru sa po dobudovaní vyspáduje do požadovaného sklonu.

OCHRANA SVAHOV PROTI ERÓZII V STYKU S Q100

Z dôvodu lokality stavby, kde trasa vedie inundačným územím rieky Slatina, ale aj z dôvodu založenia päty na málo únosnom podloží (v močiari), bolo nevyhnutné zabezpečiť ochranu päty násypového telesa opevnením z drôtokamenných konštrukcií do úrovne 0,8 m na hladinu Q100.

V pätke svahu bol zrealizovaný pod úrovňou terénu základ z „jumbo“ gabionov rozmeru 3 × 2 × 1 m, ktorý bol od nevhodného materiálu oddelený filtračnou geotextíliou MacTex BN16.1.

Na takto upravenej päte a zlepšenom podloží (popíšeme neskôr) bol založený vystužený svah z geomreží ParaGrid a blokov Green Terramesh resp. Terramesh systém (viď VPR opevnenia svahu v kontakte s Q100). Blok Terramesh systému je rovnako ako Green Terramesh prefabrikovaný modulárny blok. Na rozdiel od Green Terrameshu, je líce bloku Terramesh systému tvorené gabionovým košom, ktorý spolu s výstužným panelom z oceľovej siete tvorí jeden prvok.

Pri sklone svahov 1 : 1,5; 1 : 1,75; 1 : 2 sa opevnenie päty realizovalo pätkou z gabionových košov 2 × 1 × 1 m, na ktorú sa nadstavilo opevnenie z drôtokamenných Reno matracov hr. 0,23 m.

Reno Matrace sú plošné drôtokamenné prvky, ktoré sa používajú na ochranu brehov riek proti erózii.

Reno matrace sú vyrobené zo šesťuholníkovej dvojzákrutovej poplastovanej oceľovej siete s typom oka 6 × 8 so zdvojenými priečkami. Oceľový drôt je ochránený Galfanom (ZN + 5%AL + MM) s následným poplastovaním. Priemer drôtu siete je 2,2 (vnútorný)/3,2 (vonkajší) mm v zmysle EN 10223-3.

VYSTUŽENÉ MOSTNÉ OPORY

Podobne ako násypy hlavného telesa, aj múry pri mostných oporách boli budované ako vystužené horninové konštrukcie.

Oporné múry mostných opôr objektu SO 203 boli riešené ako vystužené konštrukcie systému Terramesh s gabionovým lícom v sklone 10:1.

Oporný múr zachytáva obsypové kužele mostných opôr mosta, tak aby tieto ostali v trvalom zábere rýchlostnej cesty. Maximálna výška múru je 2,5 m.

Oporný múr mostnej opory objektu SO 207 je riešený ako vystužená horninová konštrukcia s vertikálnym lícom z lícových betónových prefabrikátov systému MacRes a výstužných pásov ParaWeb. Prefabrikovaná rímsa je súčasťou systému MacRes.

ZLEPŠOVANIE PODLOŽIA

Podmienky miery zhutnenia podložia násypov stanovuje norma STN 73 6133. Požadovaná miera zhutnenia v podloží násypu je pre súdržné zeminy D ≥ 95 % PS, pre nesúdržné zeminy ID ≥ 0,75 pri dosiahnutí hodnoty modulu pretvárnosti E_def2 = min. 30 Mpa resp. min 45 Mpa pre nesúdržné zeminy a pomeru modulov pretvárnosti E_def2 / E_def,1 ≤ 2,5.

Po odhumusovaní bola jestvujúca zemina v celej trase rýchlostnej cesty zlepšená vápnením do hĺbky 0,5 m a zhutnená, E_def2 = min 45 MPa pri pomere E_def,2/E_def,1 ≤ 2,5.

Vzhľadom na lokálne málo únosné podložie telesa rýchlostnej cesty tvorené jemnozrnnými zeminami a vysokou hladinou podzemnej vody bolo aplikované dodatočné zlepšenie podložia pomocou geosyntetiky – aplikovaním dvojosovej výstužnej geomreže MacGrid WG3S v kombinácii s drveným hrubozrnným materiálom frakcie fr. 16 – 63 mm hr. 0,5 m.

ZÁVER

Rýchlostná cesta R2 Pstruša – Kriváň bola odovzdaná do predčasného užívania v decembri 2015 a v súčasnosti naplno plní svoju funkciu.

Po dobudovaní predchádzajúceho úseku rýchlostnej cesty R2 Zvolen východ – Pstruša (vo výstavbe) a nasledujúceho úseku R2 Kriváň – Lovinobaňa pribudne slovenským motoristom, ale najmä regiónu súvislá komunikácia, ktorá má potenciál naplno priniesť pozitívny efekt v podobe prílevu nových investícií a zvýšenia konkurencieschopnosti regiónu v celoštátnom meradle.

Z pozície generálneho zhotoviteľa stavby, je možné konštatovať, že úsek R2 Pstruša – Kriváň je úsekom, ktorý bol s plným nasadením všetkých zainteresovaných strán – od dodávateľa stavby, cez investora až po samosprávu, postavený v priebehu dvoch rokov, čo pri dĺžke trasy a množstve stavebných objektov predstavuje zaujímavé číslo.

Na predmetnom úseku boli na Slovensku vôbec po prvýkrát v uvedenom rozsahu použité vystužené horninové konštrukcie systému Green Terramesh. Taktiež je potrebné uviesť, že aj vďaka použitiu systému z prefabrikovaných blokov Green Terramesh na vybudovanie strmých svahov, sa podarilo stihnúť termín odovzdania diela v termíne.

ÚDAJE STAVBY:

• Názov: rýchlostná cesta R2 Pstruša – Kriváň
• Projektant: Dopravoprojekt a. s. Bratislava, Divízia Zvolen
• Zhotoviteľ: Združenie STRABAG s. r. o. (Doprastav a. s. – Váhostav SK a. s.)
• Projektant: SUDOP PRAHA a. s.

Foto: MACCAFERRI CENTRAL EUROPE, STRABAG

ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY:
[1] Ing. Martin Ptak, Ing. Jaroslav Adamec, Mgr. Ľuboš Lichý, Drôtokamenné horninové konštrukcie na diaľnici D1 Jánovce – Jablonov, II. úsek, Inžinierske stavby 06/2015
[2] J. Adamec.: Vystužené horninové konštrukcie vo výstavbe na Slovensku. In: Inžinierske stavby, 04/2014
[3] Ing. Ján Ozoroczy, Rýchlostná cesta R2 Pstruša – Kriváň, ASB, 1/2016
[4] www.maccaferri.com/sk 

Reinforced Soil Structures used by Construction of Expressway R2 Pstruša – Kriváň
Reinforced soil structures are often used by construction of embankments, retaining walls and bridge abutments. This article describes the reinforced soil structure systems that have been used by construction of Expressway R2 Pstruša – Kriváň. Article also describes the methods of the base improvement, which were used under the embankments.

Autoři

• Mgr. Lichý Ľuboš
• Ing. Ozoroczy Ján