Partneri sekcie:

Geotechnické problémy na konci 21. storočia

Obr. 3 Výstavba veľkých líniových stavieb sa presúva do intravilánov
Zdroj: Archív Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.

Každá doba prináša svoj pokrok, ale aj svoje problémy. Platí to aj pre všetky odvetvia stavebníctva a neminulo to ani oblasť geotechniky.

V každej etape vývoja, ktorú môžeme charakterizovať jednou generáciou, sa odborníci v tejto oblasti venujú problémom, ktoré prináša nový vývojový trend, ale aj problémom, ktoré im tu zanechala minulá generácia. Samozrejme, jedným dychom musíme poznamenať, že tie druhé problémy tu nikto nezanechal úmyselne. A zároveň si uvedomujeme, že sme len na začiatku 21. storočia. Názov článku však nie je mylný, pretože sa v ňom budeme zaoberať problémami, ktoré tu zanechávame ďalšej generácii my.

Minulosť

Tak ako sme stručne naznačili v úvode článku, minulosť nám ukázala, akým rozsiahlym vývojom prešlo stavebníctvo za posledných 60 rokov. A nejde len o výskum a vývoj nových technológii a materiálov. Ide aj o vývoj a zdokonalenie stavebných postupov, ktoré nám umožnili budovať stavebné konštrukcie na miestach, kde to bolo v minulosti nepredstaviteľné. Prípadne umožnili realizovať stavebné konštrukcie oveľa vyššou rýchlosťou s pomocou minimálneho vynaloženia ľudskej sily.

Najväčší rozmach nastal v prípade budovania obytných zón, pri výstavbe panelových domov, ale aj pri výstavbe a rekonštrukcii cestnej infraštruktúry a vodohospodárskych stavieb. Drvivá väčšina týchto stavieb, ktoré boli postavené v období 60. až 80. rokov minulého storočia, plní svoju funkciu aj dnes. Pri ich realizácii sa však zanedbávali skutočnosti, ktoré nám v dnešných časoch vytvárajú nemalé problémy.

Obr. 1 Tunel Moffat, 1927
Obr. 1 Tunel Moffat, 1927 | Zdroj: Archív Amberg Engineering Slova

Problémy, ktoré sú nielen ťažko riešiteľné, ale aj ich odstraňovanie býva často vysoko ekonomicky nákladné. Na úseku geotechniky ide hlavne o budovanie násypov ciest z ílovitých materiálov, ktoré boli v tom čase ľahko dostupné, ale časom sa ukázalo, že na tento účel nie sú vhodné.

Prípadne sa to týka aj budovania obytných zón v zosuvnom území, ktoré musia byť v súčasnosti pravidelne sanované. Výsledkom je pravidelná údržba, sanácia a rekonštrukcia týchto stavieb nad rámec bežnej a pravidelnej údržby. Keďže sa tento článok zaoberá prevažne geotechnickými konštrukciami, systémové poruchy panelových budov tu spomínať nebudeme.

Minulá generácia riešila hlavne problémy zabezpečenia dostatočného počtu bytových jednotiek, dobudovanie cestnej siete a realizáciu priemyselných zón. Neexistovala potreba alebo všeobecná požiadavka na riešenie klimatických problémov, nedostatočnej plochy pre bytovú a administratívnu zástavbu a problematického plánovania výstavby cestnej infraštruktúry pri častej zmene politických názorov. Takisto aj údržba už v tom čase realizovaných cestných a vodohospodárskych stavieb bola pravidelná, plánovaná a finančne zabezpečená.

Obr. 2 Priehrada Vajont, 1963
Obr. 2 Priehrada Vajont, 1963 | Zdroj: Archív Amberg Engineering Slovakia

Súčasnosť

V súčasnosti sa trend v oblasti geotechniky venuje výstavbe nových infraštruktúrnych projektov vrátane budovania mostov s veľkými rozpätiami polí, tunelov a vysokých zárezov a násypov. Trend výstavby pozemných osem- až dvanásťposchodových bytových domov s jedným podzemným podlažím sa zmenil na trend budovania rozsiahlejších administratívno-obchodných a bytových budov s viacerými podzemnými podlažiami.

Budovanie nových pozemných stavieb na „zelenej lúke“ sa zmenilo na budovanie nových objektov v zastavanom území preplnenom podzemnými inžinierskymi sieťami. A k tomu všetkému sa geotechnika musí čím ďalej, tým viac venovať rekonštrukciám jestvujúcich úsekov cestnej siete a vodohospodárskych stavieb. Nemalé problémy vytvára aj problematická a finančne výrazne podcenená údržba už jestvujúcich a aj novovybudovaných stavieb prevažne cestnej infraštruktúry.

Obr 6 page 0001
Obr. 6 Súbor troch geotechnických konštrukcií tvoriaci jednotný zaisťovací systém | Zdroj: Archív Amberg Engineering Slova

Problémy vytvára aj nehospodárne nakladanie so stavebnými materiálmi, odpadmi a podzemnými vodami. Ani zmena klimatických pomerov nie je ešte v dostatočnej miere premietnutá do novo navrhovaných stavieb a procesov ich schvaľovania.

Proces návrhu udržiavania vody v regióne je ešte v plienkach a pritom je nutné si uvedomiť, že dnes realizované stavebné konštrukcie budú plniť svoju funkciu minimálne ďalších 50 až 100 rokov. Plne si uvedomujeme, že nie sme klimatológovia, ale stavební inžinieri. No aj tak je možné postrehnúť, akými zmenami prešlo naše klimatické pásmo.

Tak ako v každej oblasti stavebníctva musíme si aj v oblasti geotechniky uvedomiť, že našou úlohou nie je len posúdiť správnosť stability konštrukcie, ale v globále posúdiť aj jej dosah – jednak na režim podzemných vôd a zároveň aj na režim tých povrchových. Takisto je nutné upozorniť objednávateľa, že bezúdržbová stavebná konštrukcia neexistuje.

A práve v prípade vôd je potreba údržby ešte podstatnejšia ako v prípade povrchovej úpravy. V dnešnej dobe si geotechnickí inžinieri mnohokrát neuvedomujú, že ich práca neobsahuje len výpočet a posúdenie konštrukcie ohraničenej trvalými zábermi, ale že sa v rámci svojej profesie musia pozerať na tieto stavby v globálnom meradle. Geotechnické konštrukcie, a to hlavne tie, ktoré sú spojené s líniovými stavbami, musia spĺňať funkciu nielen v rámci stavby, ale aj v rámci priestoru, kde sú situované.

Obr. 5 Systém subhorizontálnych vrtov
Obr. 5 Systém subhorizontálnych vrtov | Zdroj: Archív Amberg Engineering Slova

Zárubný múr alebo pilótová stena neriešia len zárez ako taký, zároveň svojou povahou nesmú ovplyvňovať ani územie pod danou líniovou stavbou. Pretože každý takýto zásah do územia má za následok zmenu režimu podzemnej vody a automaticky nové prerozdelenie primárnej napätosti. Geotechnik nesmie riešiť len to, či konštrukcia zaistí stabilitu nad ňou, ale aj to, ako ovplyvní režim povrchovej vody.

Je scestné, keď zodpovedný projektant konštrukcie prehlási, že on vodu nerieši a nezaujímajú ho vzorové listy, ktoré prepájajú objekty v rámci profesií. Nevie povedať, s akým množstvom vody treba počítať pri návrhu priekop, do ktorých sa zaisťujú subhorizontálne vrty. Zabúda sa aj na to, ako išiel dopredu vývoj výpočtových softvérov. Nastavenie správneho postupu výstavby v zložitých geologických podmienkach už nie je vecou zaužívaných postupov, ale možno ho nastaviť tak, aby všetky časti do seba zapadali.

Práve to vedie k zjednodušovaniu konštrukcií a spájaniu čiastkových zaistení do jedného celku, čím odpadá navrhovanie zbytočne masívnych konštrukcií, ktoré úplne menia ráz krajiny. Je dobré voliť konštrukcie na základe prostredia a nepresadzovať niečo, s čím daný projektant pracuje celý život a nevie alebo sa nechce prispôsobiť novým podmienkam.

Budúcnosť

Budúcnosť, žiaľ, nikto z nás nevie presne predpovedať. Možno sa len domnievať, kam tento vývojový trend zmien bude smerovať. Určite však stojí za úvahu, čo tu chceme zanechať ďalšej generácii. Aké prínosy a hlavne aké problémy.

Momentálne sa javí jeden ako vážny, ktorý, našťastie, nebudeme riešiť my, ale, žiaľ, tí, ktorí budú túto činnosť vykonávať po nás. Ide o nehospodárne zaobchádzanie s vodami a zanedbanú údržbu v prvých dekádach životnosti konštrukcie. Preto ďalším generáciám určite zanecháme nemalé problémy s riešením hospodárenia s vodami a zároveň aj problémy skrátenej životnosti jestvujúcich konštrukcií a ich častí.

Obr. 7 Jedna z budúcich možností líniových stavieb
Obr. 7 Jedna z budúcich možností líniových stavieb | Zdroj: Archív Amberg Engineering Slovakia

Je preto namieste zamyslieť sa nad návrhom každej konštrukcie a jej dosahom na životné prostredie. Zároveň je potrebné vynaložiť zvýšené finančné príspevky na údržbu týchto konštrukcií tak, aby nedochádzalo k nehospodárnemu zaobchádzaniu so stavebnými materiálmi a odpadmi. Je nevyhnutné uvedomiť si, že stavebná konštrukcia je ako osobné motorové vozidlo. Je jedno, aké drahé vozidlo si kúpime. Každé vozidlo potrebuje na svoj bezpečný chod pravidelnú údržbu. A čím je vozidlo staršie, tým nákladnejšia je aj jeho údržba.

Ing. Juraj Ortuta, Ing. Viktor Tóth
Autori pôsobia v spoločnosti Amberg Engineering Slovakia.

Článok bol publikovaný v časopise Inžinierske stavby 05/2021.