Zabezpečenie stability prístupovej cesty v Kraľovanoch pomocou modulárneho systému ErdoX Terra

V rámci komplexnejšieho zabezpečenia stability cesty v telese tzv. Kraľovianskeho zosuvu sa realizoval jeden úsek aj s použitím nového stabilizačného systému, umožňujúceho spätné využitie materiálu in situ. Pôvodne bola predmetná cesta vybudovaná v prípravnej fáze výstavby diaľnice D1 Turany – Hubová (v údolnom variante V1 v km 4,7 – 6,4), ktorej pokračovanie bolo zastavené.

V súčasnosti sa využíva obcou Kraľovany na poľnohospodárske účely. Projekt sa riešil formou geologickej úlohy, ktorej cieľom bola realizácia sanačných opatrení smerujúcich k zlepšeniu stabilitných pomerov svahu porušeného aktívnymi svahovými deformáciami a tým aj k významnému zníženiu zosuvného hazardu náhlymi svahovými pohybmi v predmetnej oblasti.

V najkritickejšej časti cesty, v km 5,31 – 5,41, hrozilo, že vplyvom svahových deformácií sa cesta nebude môcť vôbec užívať, čo viedlo k návrhu a realizácii sanačných opatrení formou stabilizácie oceľovými priestorovými prvkami ErdoX Terra.

Inžinierskogeologické pomery, charakteristika a vývoj svahovej deformácie

Skúmané územie je zložité zosuvné územie s viacerými generáciami plošných i prúdových zosuvov. Bazálne šmykové plochy sa zistili v hĺbkach 12,7 – 23,0 m.

Zosuvné delúviá tvoria vo vrchných polohách ílovito- -kamenité sutiny s hrúbkou prevažne od 4,0 do 7,8 m, miestami je ich hrúbka menšia (minimálne 1,8 m vo vrte INK-4), ojedinele však i väčšia (maximálne 13,6 m vo vrte S2/251/31).

Hlbšie, až po bazálne šmykové plochy, sa nachádza súvrstvie slieňovcov, slienitých vápencov a slienitých bridlíc, silno až úplne zvetrané, často s charakterom ílovito- kamenitej sutiny.

V podloží svahovej deformácie sa nachádzajú slieňovce a slienité vápence v rôznych stupňoch zvetrania. Hladiny podzemnej vody sú napäté.

V území prebehlo odlesnenie a menšie zemné úpravy v súvislosti s budovaním prístupových ciest k miestam prieskumno-monitorovacích objektov, pravdepodobne sa realizovala aj úprava existujúcej poľnej cesty.

Výrazný zásah do územia prinieslo vybudovanie odrezu s dĺžkou cca 190 m a výškou 1,5 – 4 m v dolnej časti svahu (pod cestou), ktorý sa zabezpečil klincovaním a betónovým torkrétom.

Odrez sa pravdepodobne plánoval len ako dočasný – na vybudovanie zárubného múra na kotvenom mikropilótovom základe, ktorý sa však nikdy nezrealizoval. Začalo sa síce s budovaním mikropilót a kotiev, no ani tieto prvky sa neukončili, a teda neplnia svoju funkciu. K týmto objektom nebola poskytnutá ani žiadna dokumentácia.

Po roku 2010 sa v území zaznamenali aktívne zátrhy (zosuvy) hlavne v oblasti dolnej časti svahu pod cestou a v začiatočnej časti úseku aj v oblasti nad cestou. Počas terénnej rekognoskácie sme zaznamenali mierny postup zosuvov na úpätí svahu smerom do svahu, no tieto zosuvy nemajú potenciál na ohrozenie používanej cesty.

Aktívne zosuvy zaregistrované nad cestou sú plytké, miestami nadobúdajú skôr charakter zliezania svahových sutín. Cesta je na niekoľkých miestach zamokrená. Problematický je úsek s odrezom pozdĺž „mikropilótovej steny“, ktorý popri odlesnení územia spôsobil asi najvýraznejší zásah do stabilitných pomerov svahu.

Zabezpečenie odrezu klincovaním a striekaným betónom nie je z dlhodobého hľadiska postačujúce. Tento aspekt sa už aj prejavuje na viacerých miestach odrezu, a to predovšetkým v západnej časti, kde dochádza k porušovaniu torkrétu prasklinami, trhlinami a miestami aj jeho odlúpnutiu.

Nad pätou odrezu možno na viacerých miestach pozorovať priesaky až vývery podzemnej vody. K úplnému kolapsu odrezu došlo na úseku s dĺžkou približne 25 – 30 m, ktorý sa zosunul. Týmto zosuvom sa úplne zrušil aj geodetický bod GM-20.

Technické riešenie geologickej úlohy

Po zvážení použitia rôznych riešení ochrany komunikácie a pozemkov na úpätí svahu sa zvolilo zabezpečenie stability inštaláciou záchytných oceľových vystužených kotevných konštrukcií ErdoX Terra.

Táto konštrukcia umožňuje spätné využitie odťaženého materiálu, čo bolo veľkou výhodou v relatívne ťažko prístupnom teréne s jednostranným prístupom.

Realizovalo sa 43 kusov vertikálnej a horizontálnej vystuženej konštrukcie s rozmerom lícnej časti 3,1 × 3,6 m. Konštrukcia sa budovala v dvoch radoch (jeden nad cestou a jeden pod cestou), čím sa zabezpečil tvar komunikácie a získala sa aj väčšia priechodná šírka.

Vzhľadom na to, že ide o zosuvné územie, museli sa výkopové práce realizovať postupne tak, že výkop aj zásyp bol možný len v rámci dvoch konštrukčných elementov, t. j. so šírkou výkopu max. 8 m.

Na vytvorenie stavebnej jamy bolo nevyhnutné realizovať odťaženie päty existujúceho zosuvného svahu. Odporúča sa postupné otváranie stavebnej jamy, maximálne na šírku dvoch konštrukcií ErdoX. Výkopové práce sa realizovali z úrovne pôvodného terénu.

Na zásyp a budovanie zemného telesa sa používal lokálny materiál. Na osadenie prvkov sa predpokladá vytvorenie stavebnej jamy s približne vodorovným dnom, na ktoré sa jednotlivé prvky postupne ukladajú.

Stavebná jama musela byť pritom počas výstavby provizórne odvodnená systémom pozdĺžnych a priečnych rýh zvedených do rieky Váh. Pri spätnom zásype je dôležité umiestňovať ho od kotevného prvku smerom k čelnému prednému panelu.

K aktivácii jednotlivých prvkov konštrukcie dochádza pri ich zasýpaní, jednotlivé vrstvy zásypu sa zhutňujú vhodnými zariadeniami.

Po realizácii spätného zásypu konštrukcie možno začať otvárať nasledujúcu stavebnú jamu. Postupnou realizáciou po častiach v rámci uvedených krokov sa vybudovala konštrukcia na celú požadovanú dĺžku.

Charakteristika konštrukcie ErdoX Terra

ErdoX Terra predstavuje prefabrikovanú oceľovú konštrukciu, ktorá prioritne slúži na sanáciu zosuvov, zabezpečenie nestabilných svahov, vytváranie oporných konštrukcií, realizáciu protipovodňových hrádzí, reguláciu riek, realizáciu záchytných systémov, protilavínovú ochranu a podobne.

Ide o pružnú, stabilizačnú a súčasne priepustnú konštrukciu. Vyznačuje sa nízkou hmotnosťou a jednoduchou manipuláciou. Konštrukcia sa skladá z predného panela, rúrového tyčového prvku, stabilizačných lán a kotevného prvku, pomocou ktorého je ukotvená v jednom bode (lanová kotva, betónová doska, oceľová doska).

Voľba ukotvenia závisí od geotechnických podmienok, morfológie, lokality a konkrétneho projektu. Predný panel sa skladá z lanového panelu, dvojzákrutovej siete a kovových nosníkov HE120B/HE140B vytvárajúcich krížovú konštrukciu.

V tab. 1 sú uvedené jednotlivé typy konštrukcie ErdoX Terra. V zadnej časti panela je guľový kĺb, ktorý zabezpečuje spojenie medzi rúrovým tyčovým prvkom a kotevným prvkom. Takéto spojenie umožňuje relatívne a torzné pohyby počas inštalácie vo vzťahu k morfológii terénu.

Rúrový tyčový prvok má priemer 88,9 mm a dĺžku od 3,0 do 6,0 m podľa špecifikácie v projekte. Ďalšou časťou konštrukcie ErdoX sú 4/8 oceľové stabilizačné laná s priemerom 16 mm.

Konštrukcia sa dodáva na stavbu ako čiastočne vopred montovaná súprava. Polovičné nosníky s možnosťou otáčania umožňujú jednoduchú dopravu a manipuláciu.

Po vytvorení kríža a upevnení obvodového lana lanového panela sa pomocou guľového kĺbu osadí stredový spojovací rúrový prvok, čím je konštrukcia pripravená na inštaláciu. Ukotvenie o kotevný prvok sa realizuje formou skrutky.

Záver

Národná diaľničná spoločnosť (NDS), ako súčasný majiteľ pozemkov a pôvodca antropogénnych zásahov, ktoré mali po prerušení stavebných prác zjavný negatívny vplyv na územie z hľadiska stabilitných pomerov, má záujem prispieť k zabezpečeniu ďalšieho využívania územia aj udržaním zjazdnosti cesty, ktoré je podmienené predovšetkým zabezpečením stability svahov v jej bezprostrednom okolí.

Použitie modulárnych oceľových prvkov ErdoX Terra na zabezpečenie stability sa v náročných podmienkach ukázalo ako optimálne riešenie a umožnilo relatívne rýchle zabezpečenie lokálnej stability.

Systém je veľmi vhodný napríklad aj na okamžité zabezpečenie zosuvov, havarijných stavov konštrukcií, prípadne na zaistenie päty násypov proti posunutiu a podobne.