Rekonštrukcia a nadstavba objektu Bezručova 3 – stavebná jama podzemnej garáže

Príspevok sa zaoberá otvorením, utesnením a zabezpečením stavebnej jamy objektu na Bezručovej ulici č. 3 a 5 v Bratislave. Stavba je situovaná v historickej zástavbe, preto sú v jej extrémnej blízkosti základy okolitých budov, ktoré prenášajú značné zaťaženia (obr. 1). Okrem toho sa stavba zakladá na mieste, kde sa pod priepustnými riečnymi naplaveninami Dunaja s voľnou hladinou vody v neogénnom podloží nachádzajú zeminy s extrémne tlakovou vodou. Takéto okrajové podmienky vytvorili predpoklad na ťažké a náročné zakladanie objektu.

V mestských aglomeráciách prichádza spolu s narastajúcim vozovým parkom k vynútenej potrebe budovania podzemných garáži, čo následne vedie k netradičným technickým riešeniam, ktoré uvádzajú stavebné úrady do neželaných problémov.

V súvislosti s výstavbou musia totiž riešiť aj vplyvy na organizáciu dopravy priamo v mestách a zároveň dočasné zábery pozemkov. Podobne je to aj v Bratislave, kde spolu so zahusťujúcou sa zástavbou vzniká čoraz väčšia potreba budovania nových parkovacích miest.

Objekty na Bezručovej ulici č. 3 a 5 slúžili mnoho rokov ako nemocnica s poliklinikou pre Bratislavu-Staré Mesto. Obe budovy tvoria jednotný hmotovo-kompozičný celok ohraničený miestnymi komunikáciami ulíc Bezručova, Gajova, Lomonosovova a Dobrovičova.

Budova na Bezručovej ulici č. 3 bola postavená v rokoch 1931 až 1932 ako Zemská úradovňa pre poisťovanie robotníkov. Architekti Balán a Grossmann navrhli funkcionalistickú stavbu s plochou strechou, na vtedajšiu dobu s najmodernejšími konštrukciami a materiálmi. Šikmá sedlová strecha pochádza z neskoršej prestavby. Uvedení architekti navrhli aj objekt na Bezručovej ulici č. 5, pričom súbor týchto budov je v súčasnosti národnou kultúrnou pamiatkou.

Podzemná garáž

Podzemná garáž, ktorá má zabezpečiť nároky na statickú dopravu, je riešená v priestore pod átriom medzi objektmi na Bezručovej ulici č. 3 a 5, ako aj pod značnou časťou Lomonosovovej ulice. Z takéhoto netradičného návrhu umiestnenia vznikol stavebnému úradu dopravný problém, spočívajúci v úplnom dočasnom odstavení Lomonosovovej ulice, spájajúcej Dostojevského rad s Gajovou ulicou, kde sa v zabranom priestore budovala predmetná podzemná garáž.

Obr. 2 Rozpracovaná základová doska a časť konštrukčných stien 

Z geologického hľadiska patrí záujmové územie do regiónu neogénnych tektonických pokleslín oblasti vnútrokarpatských nížin. Na geologickej skladbe územia sa podieľajú sedimenty kvartéru a neogénu.

Geologický profil v mieste stavebnej jamy tvorili navážky s premenlivou mocnosťou až do 6,5 m od úrovne ±0,0. Vrstvu medzi navážkami a kvartérnym súvrstvím tvorili hnedosivé až sivé íly s tuhou až pevnou konzistenciou. Vrstva kvartérnych fluviálnych štrkovitých sedimentov sa pohybovala približne od hĺbky 6,7 m do hĺbky 15,2 až 17,0 m.

Obr. 3 Stavebná jama pred dokončením realizácie podzemných stien. Na časti smerom k Bezručovej ulici je už zahájená ťažba na prvú kotevnú úroveň.

Pod vrstvou kvartérnych sedimentov riečnych terás je neogénne podložie zastúpené piesčitými ílmi F4/CS, ílmi so strednou plasticitou F6/CI a ílmi s vysokou plasticitou F8/CH, a to s tuhou, pevnou až tvrdou konzistenciou. Hladina podzemnej vody sa pohybovala v úrovni približne 6,5 až 7,0 m pod úrovňou terénu. Podzemná voda sa nachádzala v kvartéri a v neogénnych piesčitých polohách.

Vzhľadom na prepojenie kvartéru s neogénom starými geologickými, resp. hydrologickými dielami, sú neogénne vrstvy natlakované vodou.

Stavebná jama

Pôvodný projekt zabezpečenia stavebnej jamy predpokladal kombináciu dvoch technológií, a to tryskovej injektáže a podzemnej tesniacej a pažiacej železobetónovej steny. Konštrukcia sa riešila ako dočasná, len s tesniacou a pažiacou úlohou.

Spolu so spoločnosťou Zakládání staveb, a. s., sme predložili návrh na zmenu riešenia z dočasných konštrukcií na realizáciu trvalej konštrukcie podzemnej železobetónovej steny, ktorá tvorila zároveň obvodovú stenu budúcej garáže. Investor stavby (Bezručova, s. r. o.) takéto riešenie prijal.

Obr. 4 Stavebná jama má dve kotevné úrovne, z toho jednu pod úrovňou vody.

Na urýchlenie sprejazdnenia Lomonosovovej ulice sme ponúkli investorovi, ako aj vyššiemu dodávateľovi stavby (Váhostav SK, a. s.) zmenu postupu výstavby systémom TOP-DOWN, využívaným v stiesnených pomeroch. Tento návrh však nebol akceptovaný z dôvodu zvýšenia finančných nákladov.

Základné parametre stavebnej jamy sú:

• rozloha: približne 1 400 m²,
• max. hĺbka od nuly: 15,5 m,
• predvýkop: 3,2 m,
• hrúbka steny: 500 + 50 mm,
• priemerné vystuženie žb. steny: 160 kg/m³,
• max. dĺžka (hĺbka) lamely podzemnej steny: 18 m; výmera podzemných stien: približne 4 300 m²,
• počet kotevných úrovní: 2, z toho 1 pod úrovňou vody (obr. 4),
• počet zemných kotiev: 161 (plus rozpery a tiahla),
• počet studní: 5 čerpacích a 5 vsakovacích studní,
• ustálené čerpanie vody zo stavebnej jamy po vyčerpaní statických zásob vody: 2,7 l/s,
• zaviazanie základovej dosky a stropov: do vyfrézovaných drážok (obr. 5), 
• vlastné založenie objektu (tlakové pilóty) vrátane átria (ťahové pilóty): priemer 880 mm (obr. 2); rozpracovaná základová doska a časť konštrukčných stien,
• prepájacie komunikačné chodby medzi garážou a objektmi na Bezručovej ulici č. 3 a č. 5: paženie mikropilótovými stenami.

Navrhnuté riešenie umožnilo bezproblémovú výstavbu v husto zastavanom území. Objekty na Bezručovej ulici č. 3 a 5 boli v rámci rekonštrukcie úplne odľahčené, zostali len ich nosné konštrukcie. Pozdĺž východnej strany steny garáže na Lomonosovovej ulici je v tesnej blízkosti budova Generálneho riaditeľstva ŽSR, a. s., ktorá bola počas výstavby v plnej prevádzke (obr. 6).

Obr. 6 Pohľad do stavebnej jamy – vpravo budova GR ŽSR, a. s., vľavo konštrukcie objektov na Bezručovej ul. č. 3 a 5

Počas výstavby nedošlo k žiadnym výrazným vodorovným ani zvislým posunom. Maximálna vodorovná deformácia meraná inklinometricky dosiahla 5 mm, priemerná približne 3 mm. Pohyb okolostojacich objektov smerom do vnútra jamy bol do 3 mm. Zaujímavosťou bolo, že objekty na Bezručovej ulici č. 3 a 5, ako aj stena vykazovali po dokončení hĺbkového zakladania a základovej dosky posun približne 15 mm smerom hore.

Čerpané množstvá vody z takého priepustného prostredia, ako je bratislavský kvartér (2,7 l/s), hovoria o dokonalom zaviazaní do nepriepustného ílovitého neogénu. Takéto priaznivé výsledky sa dosiahli zodpovedným prístupom zhotoviteľa, spoločnosti Zakládání staveb, a. s., a kontrolou zaviazania každej lamely do nepriepustného neogénu.

V tejto súvislosti treba poznamenať, že pri použití technológií paženia a tesnenia stavebných jám MIP, resp. tryskovej injektáže, sú riešenia lacnejšie, neumožňujú však kontrolu zaviazania do nepriepustného materiá­lu, čím sa zvyšujú čerpané množstvá vody zo stavebnej jamy.

V husto zastavanom území často nie je ani možnosť vybudovať dostatočný počet vsakovacích studní a čerpanú vodu je nevyhnutné vypúšťať do verejnej kanalizácie, čo môže značne navýšiť rozpočet stavby.

Zároveň treba zdôrazniť kvalitu povrchu stien, ktorá plnohodnotne vyhovuje účelu podzemných parkovacích garáží (obr. 5) a dosiahla sa presným vedením drapáku pri budovaní podzemnej steny, ako aj kvalitným ofrézovaním povrchu steny.

Obr. 5 Zaviazanie základovej dosky a stropov sa realizuje do vyfrézovaných drážok. 

Konštrukčné podzemné steny nie sú u investorov veľmi obľúbené, keďže na prvý pohľad sa javí takéto riešenie ako najdrahšie, treba si však uvedomiť, aké výhody poskytuje oproti ostatným metódam:

• zrýchli výstavbu, keďže vybudovaním paženia stavebnej jamy sa zároveň vybudovali aj obvodové steny garáží – dnes už dostatočne presné a s kvalitným povrchom,
• umožní dokonalé zaviazanie do nepriepustného podložia, a to zvlášť v Bratislave, kde je neogén často tvorený priepustnými neogénnymi pieskami,
• v blízkosti okolitej zástavby s extrémne zaťaženými základmi umožní bezproblémovú výstavbu pomocou jednolamelových záberov,
• zníži čerpané množstvá vody a eliminuje technické a finančné riziko spojené s čerpaním a vsakovaním podzemnej vody.

Počas výstavby sa vyskytol jediný problém, a to pri vŕtaní druhého radu dočasných zemných kotiev (pod vodou), kde sa približne v tretej tretine koreňa kotvy navŕtali silne zvodnené neogénne horizonty, ktoré spôsobovali výnos zemného materiálu z vrtu. Aj s týmto problémom si však realizátor poradil a zemné kotvy boli aktivované na požadované sily.

Všetky geotechnické konštrukcie sa posudzovali programom Geo5 pražskej firmy Fine. Všetky výpočty a konzultácie uskutočňovali výlučne pracovníci spoločnosti Geotechnik Sk, s. r. o., Žilina.

Reconstruction and superstructure of Bezručova 3 – building pit for underground garage

The paper deals with the opening, sealing and securing of the building pit on Bezručova Street no. 3 and 5 in Bratislava. The building is situated in a historical area, therefore the surrounding buildings are very close to the surrounding buildings, which carry significant loads (Figure 1). In addition, the building is based on the place where under water pouring sediments of the Danube with free water are found soils with extremely pressurized water in the neogeneous subsoil. Such boundary conditions have created a prerequisite for the difficult and demanding foundation of an object.

TEXT: Ing. Boris Vrábel, PhD.
FOTO: Ing. Libor Štěrba, Zakládání staveb, a. s.

Boris Vrábel pôsobí v spoločnosti Geotechnik SK, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinerske stavby 4/2017.