Most SO 212-00 na stavbe II. etapy severného obchvatu Prešova – zlepšovací návrh zhotoviteľa môže zjednodušiť a urýchliť stavebné práce
Časopis Inžinierske stavby V článku predstavujeme zlepšovací návrh na stavbe II. etapy severného obchvatu Prešova. Spočíva v zmene zakladania a typu nosnej konštrukcie (NK) mostného objektu 212-00 Most na R4 v km 13,50 nad bezmenným potokom a poľnou cestou. Po súhlasnom pokyne objednávateľa bol tento návrh odsúhlasený v júni 2024 a zhotoviteľ mosta tak mohol začať s výstavbou samotného mostného objektu.
V štruktúre európskych intermodálnych koridorov tvorí rýchlostná cesta R4 časť dopravnej siete TEN -T, ktorá je súčasťou medzinárodného európskeho ťahu E 371 v smere sever – juh. Hlavná trasa stavby R4 Prešov – severný obchvat, II. etapa, sa začína za križovatkou Dúbrava v staničení km 4,3 (napojenie R4 na cestu I/68 smerom na Prešov alebo Veľký Šariš) a končí sa v križovatke Kapušany v staničení v km 14,68 (napojenie R4 na cestu I/18 smerom na Prešov alebo Giraltovce). Jej súčasťou je aj 12 mostných objektov, zárubný múr a dvojrúrový tunel Okruhliak s dĺžkou 1,8 km.
Objednávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť, a. s., zhotoviteľom Združenie R4 severný obchvat Prešova II. etapa, ktoré tvoria spoločnosti VÁHOSTAV, a. s., Bratislava (ďalej len VÁHOSTAV alebo zhotoviteľ mosta), MARTI, a. s., Žilina, SMS, a. s., Banská Bystrica, EUROVIA CS, a. s., Praha a vedúci člen združenia EUROVIA SK, a. s., Košice. Zmluva o dielo uzavretá medzi objednávateľom a zhotoviteľským združením sa riadi Zmluvnými podmienkami na výstavbu, pre stavebné a inžinierske diela projektované objednávateľom (červená kniha), prvé vydanie 1999 (FIDIC).
Stavba sa začala v septembri 2023 a zmluvný termín jej ukončenia je v októbri 2027. Podľa zmluvných podmienok môže zhotoviteľ uplatniť podčlánok 13.2 Zlepšovací návrh. Združenie má aktuálne stavebnotechnickým dozorom a objednávateľom odsúhlasených päť zlepšovacích návrhov. Tri boli vypracované na stavebných objektoch v gescii spoločnosti VÁHOSTAV. V článku predstavíme jeden z nich, ktorý spočíva v zmene zakladania a typu nosnej konštrukcie (NK) mostného objektu 212-00 Most na R4 v km 13,50 nad bezmenným potokom a poľnou cestou (obr. 1).
Dokumentáciu na zmenu stavby pred jej dokončením pre predmetný stavebný objekt vypracovala spoločnosť DOPRAVOPROJEKT, a. s., Bratislava, Divízia Prešov, na pokyn a v úzkej spolupráci so zhotoviteľom mosta, spoločnosťou VÁHOSTAV.
Zmluvný rámec a proces schvaľovania zlepšovacieho návrhu
V zmysle zmluvných podmienok FIDIC, platných pre túto stavbu, je možné uplatniť podčlánok 13.2 Zlepšovací návrh. Ten stanovuje, že zhotoviteľ môže kedykoľvek predložiť stavebnému dozoru písomný návrh, ktorý (podľa názoru zhotoviteľa), ak bude prijatý:
(i) urýchli dokončenie,
(ii) zníži náklady objednávateľa na realizáciu, údržbu alebo prevádzku diela,
(iii) zlepší výkonnosť alebo hodnotu dokončeného diela pre objednávateľa,
(iv) alebo bude inak k prospechu objednávateľa.
Podrobnejšie znenie tohto zmluvného podčlánku sme uviedli v časopise Inžinierske stavby č. 2/2025 (pozri tiež https://www.asb.sk/stavebnictvo/inzinierske-stavby/vystavba-mostu-na-severnom-obchvate-presova-bude-v-predstihu-ukoncena-uz-v-lete). Zhotoviteľ predložil vypracovaný zlepšovací návrh na mostný objekt SO 212-00 na posúdenie stavebnotechnickému dozoru v marci 2024 a tento ho na pokyn objednávateľa písomne odsúhlasil v júni 2024.
Opis a technické riešenie mostného objektu
Prevádzaná komunikácia (SO 101-00) je rýchlostná cesta R4 v úseku Prešov – Kapušany, navrhnutá ako štvorpruhová, smerovo rozdelená, kategórie R24,5/100. Mostný objekt sa nachádza na konci úseku pri obci Kapušany a rieši premostenie SO 132-00 Preložka poľnej cesty km 13,500 R4 a SO 325-00 Úprava Kapušianskeho prítoku v km 13,5 (obr. 2). Tvorí ho presýpaná jednopoľová železobetónová (ŽB) monolitická klenba s monolitickou ŽB základovou doskou, založenou plošne na štrkovom vankúši s hrúbkou 0,7 m a na vibrostĺpoch (obr. 3).
Rozpätie klenby je 16,03 m a vzopätie 10,22 m. Dĺžka vo vrchole klenby v osi mosta je 107,93 m.
Zakladá sa v otvorenej stavebnej jame so sklonom svahov 1 : 1,5, ktorá je odvodnená systémom čerpacích studní, poprepájanými drenážnymi ryhami. Na minimalizáciu sadania podložia sú navrhnuté vibrostĺpy s priemerom 0,6 m, ktoré budú realizované v rastri tvorenom rovnoramennými trojuholníkmi s dĺžkou strany 1,6, resp. 2,0 m. Navrhnutá dĺžka vibrostĺpov je 6,5 m. V ich hlave sa zrealizuje zhutnené štrkové lôžko s hrúbkou 0,7 m.
Spodnú stavbu tvorí základová doska pod klenbovou konštrukciou a pod krídlami. Monolitická železobetónová základová doska má rozmery 1,5 × 20,12 × 126,75 m a je navrhnutá z betónu triedy C40/50. Rozdelená je na 13 pracovných celkov s jednotlivými dĺžkami 2 × 8,575 m + 10 × 10,0 m + 9,6 m. Betónovať sa bude každý druhý pracovný celok, ohraničený schválenými pracovnými škárami (obr. 4). Zostávajúce pracovné celky sa zhotovia s časovým posunom aspoň jeden týždeň od zhotovenia susedného celku. Základová doska sa realizuje v pozdĺžnom sklone 1,65 % s nulovým priečnym sklonom. Jej povrch (styk základu s klenbou) je potrebné vyhotoviť v úprave „drsný povrch“ v zmysle STN EN 1992-1-1, t. j. bude to povrch s ryhami hlbokými najmenej 3 mm a vzdialenými približne 40 mm. Všetky plochy, ktoré prídu do styku so zemným prostredím, budú zaizolované 1x penetračným a 2x asfaltovým náterom za studena. Nosná konštrukcia mosta, jednopoľová monolitická železobetónová klenba z betónu triedy C50/60, sa realizuje po jednotlivých stanovených celkoch na podpernej skruži. Hrúbka klenby a steny krídla je 450 mm, pri päte sa rozširuje na 850 m. Tvar klenby je kruhový, s vnútorným polomerom R = 7,70 m, pri päte v úseku 1,575 m zvislý. Celková dĺžka vrátane krídel je 126,75 m a je rozdelená do 13 dilatačných celkov obdobne ako základová doska. Dilatačná škára šírky 20 mm je tesnená. Na koncoch sú navrhnuté krídla, ktoré svojím tvarom plynulo kopírujú tvar klenby s postupným znižovaním výšky. Časti klenby a krídel v styku so zeminou budú zaizolované po vrstvách v zložení: penetračný náter, celoplošná izolácia NAIP a plošná drenáž a ochrana izolácie z geokompozitu v hrúbke 6 mm. Zaizolovaný mostný objekt sa zasypáva postupne v zmysle schváleného technologického postupu a bude pozostávať z nasledujúcich vrstiev:
- ochranný zásyp (min. 600 mm od konštrukcie) z výlučne nemrznúcej nesúdržnej zeminy (štrkodrvina frakcie 0 – 32 mm, obsah jemných častíc pod 0,063 mm musí byť menší ako 15 %),
- bežný zásyp – nesúdržný materiál, napríklad ťažený alebo drvený štrk, resp. piesok (štrkodrvina frakcie
0 – 63 mm, obsah jemných častíc pod 0,063 mm musí byť menší ako 15 %), - zemné teleso objektu 101-00 (cestný násyp) – počíta sa so sendvičovým násypom s mocnosťami vrstiev 1 : 1 v zmysle schváleného technologického postupu.
Tieto materiály bude nevyhnutné zabudovať 50 m od rubu klenby na obe strany. Výsledné parametre bude potrebné porovnať s požadovanými parametrami pre teleso násypu SO 101-00 (rozhodujúce pre stabilitu násypu priečne na os komunikácie). Únikové schodisko pre výhľadovú PHS so šírkou 1 100 mm sa zrealizuje po oboch stranách násypového telesa rýchlostnej cesty. Na ploche nad klenbou, ktorá nebude presypaná cestným telesom, sa po oboch stranách mosta zhotoví obklad z lomového kameňa. Podľa výsledkov základného korózneho a geoelektrického prieskumu je potrebné na mostnom objekte v súlade s technickými podmienkami TP 081, STN EN 50162 a STN EN 50122-2 vykonať základné ochranné opatrenia stupňa 4, t. j. primárnu ochranu a sekundárnu ochranu vrátane prepojenia výstuže a jej vyvedenia na povrch konštrukcie. V rámci dlhodobého sledovania sa budú vykonávať geodetické merania deformácií a priehybov nosnej konštrukcie. Za účelom merania počas výstavby a počas dlhodobej kontroly budú do nosnej konštrukcie trvalo zabudované meračské značky (vyhotovené z nekorodujúceho materiálu) na vnútornej strane klenby nosnej konštrukcie v stanovených meracích profiloch pozdĺž klenby. Pozorovacie body sa umiestnia pri moste. Na hornom povrchu bude osadené zariadenie na nútenú
centráciu. Periodicita týchto meraní bude odsúhlasená s projektantom mostného objektu. V rámci geotechnického monitoringu v predmetnom úseku rýchlostnej cesty R4 je navrhnuté sledovanie deformácie (sadania) a časový priebeh konsolidácie podložia vysokých násypov pred mostom a za mostom 212-00 vrátane sledovania vývoja pórových tlakov, a to vzhľadom na nepriaznivé geotechnické podmienky. Na sledovanie deformácií (sadania) a konsolidácie podložia násypov sa zrealizujú z oboch strán mosta v úrovni základovej škáry násypov meracie profily MP-1 a MP-2. Tie pozostávajú z uloženia horizontálneho inklinometra, zriadenia vrtov na osadenie snímačov pórových tlakov a zriadenia výustných betónových múrikov horizontálneho inklinometra s osadením meracích geodetických bodov. Na sledovanie priebehu konsolidácie a sadania telesa násypu v osi R4 v strednom deliacom páse bude slúžiť zvislý inklino–deformetrický profil IDF-1, ktorý bude osadený do vrtu realizovaného z úrovne pilotážnej plošiny (po zrealizovaní zakladania, osadení nosnej konštrukcie a zrealizovaní spätného zásypu základovej jamy) s postupným nastavovaním profilu s realizáciou násypu.
Zlepšovací návrh
Predmetom zlepšovacieho návrhu zhotoviteľa mosta bolo nové technické riešenie mostného objektu SO 212-00 v časti zakladania (nahradenie technológie vŕtaných veľkopriemerových pilót štrkovými vibrostĺpmi pod spoločnú základovú dosku) a v časti nosnej konštrukcie, kde bola nahradená prefabrikovaná železobetónová NK za monolitickú (obr. 3). Pôvodné riešenie zakladania v dokumentácii pre realizáciu stavby (DRS) bolo vzhľadom na geotechnické pomery navrhnuté na veľkopriemerových vŕtaných pilótach Ø 1,2 m (spolu 331 ks), ktoré sa prepojili s monolitickými základmi. Pilóty boli situované v troch radoch pod každou stranou uloženia klenby s dĺžkami 16,0 m (dilatačné celky 4 až 9) a 10,0 m (dilatačné celky 1 až 3, dilatačné celky 10 až 12) vo vzájomnej vzdialenosti 2,0 m s dĺžkou hluchého vrtu 2,75 m. Na overenie boli navrhnuté zaťažovacie skúšky pilót (8 ks) a skúšky integrity (331 ks). Základové jamy/pilotážne plošiny bolo nevyhnutné zaistiť trvalými štetovnicovými stenami, resp. záporovým pažením. Zlepšovací návrh zhotoviteľa ponúkol riešenie, v rámci ktorého je klenbová konštrukcia založená na základových pásoch uložených na železobetónovej doske realizovanej celoplošne pod pôdorysnou plochou klenby. Pod základovou doskou sú navrhnuté štrkové piliere (vibrostĺpy) v trojuholníkovom rastri s rozstupom 1,6, príp. 2,0 m. Pôvodné riešenie NK v dokumentácii pre realizáciu stavby (DRS) počítalo s presypanou železobetónovou prefabrikovanou klenbou, uloženou na monolitických základových pásoch, podopretých železobetónovými vŕtanými pilótami priemeru Ø 1,2 m. Funkciu krídel tvorili bočné diely prefabrikovaného systému premennej výšky, navrhnuté ako samostatné gravitačné železobetónové prefabrikované dielce s monolitickou externou pätkou. Jeden prstenec NK v priečnom reze pozostával z troch prefabrikovaných ŽB dielcov (dva bočné dielce s monolitickou externou pätkou a vrchný klenbový dielec). Horizontálny styk bol riešený kĺbovo bez zmonolitnenia pod uhlom 45°. Hrúbka klenby a steny krídla bola 350 mm, štandardná šírka dielca 2 490 mm. Dilatačná škára medzi prefabrikovanými dielcami bola 20 mm. Hrúbka pätky bola 350 až 650 mm. Zlepšovací návrh zhotoviteľa ponúkol riešenie, v rámci ktorého bol mostný objekt navrhnutý ako jednopoľová presýpaná klenba založená celoplošne na základovej ŽB doske na podloží, vystuženom štrkovými vibrostĺpmi. NK bola zmenená z prefa ŽB prvkov na monolitickú železobetónovú, zhotovenú z betónu triedy C 50/60. Hrúbka klenby bola navrhnutá na 450 mm, pri päte na dĺžke 1,55 m sa rozširovala na 750 mm (obr. 3). Dĺžka vo vrchole klenby v osi mosta zostala 107,93 m, rovnako ako šírka mosta 122,970 m (vrátane krídel). Ostatné parametre sú zrejmé z obr. 3.
Výsledky jednotlivých posúdení preukázali spoľahlivosť zlepšovacieho návrhu mostného objektu. Pri uvažovaných vstupných podmienkach bude mostný objekt spoľahlivo plniť svoju funkciu počas celej jeho životnosti. Ide o komplexné riešenie, pomocou ktorého sa dosiahlo zefektívnenie realizácie a získala sa ekonomická výhoda pre objednávateľa. Nové riešenie umožnilo relatívne rýchlu realizáciu pri zakladaní, a teda bezprostredne pokračovať po zrealizovaní štrkových pilierov nadväzujúcimi prácami bez nutnosti technologickej prestávky. Nebolo potrebné zaistenie základových jám, odpadla nutnosť likvidácie vývrtu. Zmenou NK na monolitickú sa dosiahlo napríklad aj zníženie rozsahu dilatačných škár.
Záver
V prípade, že zmluva o dielo obsahuje podčlánok 13.2 Zlepšovací návrh, ako je to na tejto stavbe, a zhotoviteľ sa ho rozhodne uplatniť, má v súlade s týmto ustanovením povinnosť pripraviť komplexnú dokumentáciu pre proces jeho prerokovania a odsúhlasovania so stavebnotechnickým dozorom, resp. objednávateľom stavby, ktorí však môžu predložený návrh aj zamietnuť. Zhotoviteľ tak okrem iných povinností preberá na seba zodpovednosť aj za komplexnú projektovú činnosť vrátane nevyhnutnej inžinierskej činnosti. Stavebnotechnický dozor návrh posúdil vyššie opísaný zlepšovací návrh vrátane zdôvodnenia navrhovanej zmeny a odporučil ho objednávateľovi prijať. V júni 2024 bol po súhlasnom pokyne objednávateľa návrh odsúhlasený a zhotoviteľ mosta tak mohol začať s výstavbou samotného mostného objektu. V čase písania tohto článku sú v celom rozsahu zrealizované štrkové vibrostĺpy vrátane štrkového vankúša, 11 z 13 dilatačných celkov monolitickej ŽB základovej dosky a 2 z 13 dilatačných celkov monolitickej ŽB klenby.
Jednotlivé fázy výstavby sú zrejmé z úvodného obrázku (stav zo septembra 2025).
V neposlednom rade je vhodné spomenúť, že okrem termínovo-technických benefitov pre účastníkov výstavby prináša zlepšovací návrh aj ekonomickú výhodu nielen pre objednávateľa, ale aj pre zhotoviteľa, pretože v prípade úspory si ju v súlade s podčlánkom 13.2 objednávateľ a zhotoviteľ rozdelia napoly. Jej definitívnu výšku určí stavebnotechnický dozor po realizácii prác a predložení súvisiacich dokladov. Na základe vyššie uvedeného máme za to, že zodpovedne pripravený zlepšovací návrh pri odbornej a konštruktívnej komunikácii účastníkov výstavby môže priniesť pre zainteresovaných viaceré pozitívne efekty (termínové, technologické, ekonomické) a mohol by sa stať trvalou súčasťou zmluvných podmienok pri realizácii rôznych investičných zámerov obstarávaných z verejných zdrojov.
Zdroje
1. Návrh Zhotoviteľa podľa podčlánku 13.2 všeobecných a osobitných zmluvných podmienok FIDIC (červená kniha) zo dňa 26. 3. 2024 vrátane príloh.
2. Dokumentácia na zmenu stavby pred dokončením pre SO 212-00 Most na R4 v km 13,50 nad bezmenným potokom a poľnou cestou, ktorú vypracovala spoločnosť DOPRAVOPROJEKT, a. s., Bratislava, Divízia Prešov.
3. Dokumentácia na realizáciu stavby, ktorú vypracovalo Združenie R4 PREŠOV, zastúpené HBH Projekt, spol. s r. o., Brno.
4. VÁHOSTAV, a. s., Bratislava (vrátane fotografií).
5. www.ndsas.sk.
Text: Ing. Mojmír Štefanec, obchodný riaditeľ divízie Slovensko
spoločnosti VÁHOSTAV, a. s., Bratislava, a člen predsedníctva Slovenskej cestnej spoločnosti
Foto: VÁHOSTAV, a. s., Bratislava
