Ako vyzerá využitie roztláčaných betónových pilierov (rigid inclusion) v českej a slovenskej praxi?
Časopis Inžinierske stavby 
Hĺbková sanácia podložia je proces, ktorý slúži na stabilizáciu a zlepšenie základovej pôdy pod stavebnými konštrukciami. Táto metóda sa často používa, ak sa vyskytnú problémy s nedostatočnou únosnosťou podložia, väčšími deformáciami alebo nevhodnými základovými pomermi, ktoré by mohli ohroziť stabilitu a životnosť konštrukcie. Zlepšovanie podložia umožňuje dosiahnuť požadované základové parametre a bezpečné založenie stavebných konštrukcií. Tento postup môže byť výhodnejší než konvenčné metódy, a to nielen z časového, ale aj z ekonomického a environmentálneho hľadiska.
Metóda navrhovania betónových pilierov, ktorá bola vyvinutá vo Francúzsku v 90. rokoch 20. storočia, predstavuje alternatívu tradičných pilótových základov a štrkových pilierov. Roztláčané betónové piliere, označované tiež ako controlled modulus columns (CMC), sú špecifickou technológiou firmy Menard, používanou na zlepšenie podložia a prevenciu nerovnomerného sadania konštrukcií.
Piliere môžu mať rôzne priemery – od 270 do 600 mm, ich dĺžka sa odvíja od statického posúdenia a geologického profilu, najčastejšie však býva od 4 do 13 m. Dĺžka môže byť upravená aj priamo pri realizácii, a to z dôvodu premenlivosti geologického profilu záujmového územia. Podobne ako pilóty, aj piliere sa môžu skracovať či predlžovať na základe skutočného geologického profilu, sledovaného pomocou energetických kritérií určených projektom.
Pri realizácii sa používa betónová zmes s konzistenciou S4 a maximálnou veľkosťou kameniva 16 mm. Môže byť použitá aj výstuž, a to formou profilovej ocele či vysokopevnostnej závitovej tyče. Piliere sú obvykle navrhnuté na tzv. plošné zlepšenie podložia, čo znamená, že betónové piliere sú rozmiestnené v pravidelnom rastri pod celou konštrukciou (podlahou, násypom a pod.), aby sa minimalizovalo ich sadnutie.
Princíp technológie spočíva v zavrtávaní oceľovej dutej rúry do zeme a v následnom plnení čerstvou betónovou zmesou od spodnej časti vrtu, čím sa vytvára betónový pilier. Betón sa čerpá pomocou mobilného čerpadla, ktoré je gumovými hadicami spojené priamo s vrtnou súpravou (obr. 1).
Každá vrtná súprava má nainštalované monitorovacie zariadenie a pri procese vytvárania piliera sleduje a ukladá dôležité informácie o celom priebehu. Vrtmajster má možnosť sledovať parametre priamo na svojom tablete a zároveň si zobraziť mapu celého poľa s jednotlivými piliermi.
Betónové piliere môžu byť použité pod podlahami, násypovými telesami mostných objektov, komunikáciami alebo pod železničnými násypmi. Alternatívne možno piliere použiť priamo pod základové konštrukcie, ako sú pätky, hlavice, pásy, rošty či dosky. Raster môže byť štvorcový alebo trojuholníkový s osovou vzdialenosťou od 1 do 3 m.
Pri betónových pilieroch sa zaťaženie prenáša cez roznášaciu vrstvu LTP (load transfer platform), kde je výhodou zníženie bodového napätia v základovej doske a v hlavách pilierov. Roznášacia vrstva býva spravidla realizovaná z materiálu s plynulou krivkou zrnitosti (štrkodrvina a pod.) alebo z materiálu upraveného spojivom.
Navrhovanie zlepšovania podložia pomocou pilierov CMC
Piliere nie sú prezentované ako hlbinný základ, skôr ako kombinácia hlbinnej sanácie podložia s plošnými základmi. Navrhujú sa v skupine a s roznášacou vrstvou LTP, v čom spočíva princíp tejto metódy (obr. 2).
Predpokladá sa, že betónové piliere s priemerom D sú realizované prevažne v trojuholníkovom rastri so vzájomnou vzdialenosťou (meranou od ich stredov) označenou „s“. Hrúbka roznášacej vrstvy (LTP) sa označuje ako HM a je definovaná efektívnymi parametrami súdržnosti c‘, uhlom vnútorného trenia φ‘ a objemovou hmotnosťou γ. Rovnomerné zaťaženie, ktoré pôsobí na roznášaciu vrstvu LTP, je označené ako q0.
Pri realizácii roztláčame zeminu do strán, čím zvyšujeme jej únosnosť. Vzniká hustá sieť roztláčanej zeminy a betónových pilierov, čo vytvára veľmi únosný kompozit.
Rovnomerné zaťaženie, ktoré pôsobí na roznášaciu vrstvu LTP, sa rozloží na dve zložky. Jedna časť zaťaženia mieri do betónových pilierov a druhá do roztláčanej zeminy medzi piliermi. Riešenie si nekladie za cieľ vytvoriť pilóty, ale znížiť celkovú deformovateľnosť zeminy pomocou pravidelne rozmiestených tuhých prvkov s dostatočnou hustotou.
V rámci tohto prístupu sa využíva niekoľko rôznych postupov a softvérových nástrojov. Ideálnym podkladom bývajú dáta zo statických penetračných skúšok, presiometrických skúšok atď.
Realizované stavby
V Českej republike firma Menard úspešne realizovala mnoho projektov, ako napríklad P3 Park Lovosice, predajňa stavebnín DEK v Šumperku a Ústí nad Orlicí, skladovacie haly VGP v Plzni a Prostějove. Medzi ďalšie významné projekty patrí výstavba robotického centra Amazon v Kojetíne, nový testovací okruh BMW v Sokolove a diaľnica D4 Háje – Milín (obr. 3).
Na Slovensku sa touto technológiou takisto realizovalo niekoľko projektov. Medzi posledné patrí zakladanie objektu „Novostavba polyfunkčného objektu na ulici Krajinská, Svätý Jur“, kde boli piliere CMC použité ako podopretie základovej dosky.
Investorom a hlavným zhotoviteľom projektu bola spoločnosť H&M Group, s. r. o. Na tejto stavbe bolo realizovaných 112 pilierov s priemerom 360 mm a dĺžkou od 3 do 5 m. Investorom projektu bola takisto spoločnosť H&M Group, s. r. o., piliere boli realizované v priebehu dvoch pracovných dní pomocou vrtnej súpravy Enteco E500. Pri realizácii bol použitý z betónu triedy C16/20 (obr. 3).
Ďalším podobným projektom boli „Apartmánové domy na Medickej ulici v Košiciach“. Investorom projektu je spoločnosť Byty Medická, s. r. o., generálnym zhotoviteľom je spoločnosť Betpres, s. r. o. Na tejto stavbe bolo realizovaných 530 roztláčaných pilierov pod základovou doskou na dvoch stavebných objektoch. Piliere mali priemer 360 a 400 mm a rôzne dĺžky – od 5 do 16,5 m. Použitý bol betón triedy C16/20.
V súčasnosti spoločnosť Menard realizuje ďalší rozsiahlejší projekt v Košiciach, a to „Polyfunkčný súbor WatsoNova“. Investorom projektu je CTR Watsonova, s. r. o., generálnym zhotoviteľom Chemkostav, a. s. Tento projekt zahŕňa 16 stavebných objektov. Každý objekt bude založený pomocou základovej dosky a základových pätiek, podopretými roztláčanými betónovými piliermi.
Spoločnosť Menard zabezpečuje na základe dlhoročných skúseností vypracovanie realizačnej projektovej dokumentácie aj samotnú realizáciu pilierov. Na základe geologických podmienok a statiky hornej stavby boli navrhnuté piliere s rôznymi parametrami – či už z pohľadu triedy betónu, alebo dĺžky pilierov. Projekt bude realizovaný vo viacerých etapách, dokončenie pilierov sa preto očakáva až na jar 2026 (obr. 5).
Záver
Praktické aplikácie tejto technológie ukazujú, že betónové piliere majú potenciál stať sa ekonomicky a prípadne aj environmentálne prijateľnejšou alternatívou. Tá môže v geologicky vhodných podmienkach predstavovať výhodnejšie riešenie pre rôzne typy stavieb, hlavne ak sa predpokladá sadanie, a to v rozmanitých geologických podmienkach a geotechnických kategóriách.
TEXT: Ing. Jakub Zedník a Ing. Adéla Brožová, Menard zakládání staveb s. r. o., Ing. Viktória Duda Petková, Menard zakládání staveb SK s. r. o.
FOTO: Ing. Viktória Duda Petková, Ing. Michal Petro
