Betonáž SO 205-00 Estakáda Podzávoz v km 39,600 na D3 Čadca, Bukov – Svrčinovec

Estakáda Podzávoz prevádza dopravu na úseku diaľnice D3 Čadca, Bukov – Svrčinovec. Nachádza sa v katastrálnom území Čadca a je súčasťou základného ťahu celoštátnej cestnej siete.

Pri realizácii tohto mostného objektu bolo potrebné založiť viac než 300 kusov veľkopriemerových pilót, na ktorých sa zrealizovali základy. Na nich sú uložené krajné opory a medziľahlé podpery, ktoré nesú celú nosnú konštrukciu. Dôraz sa kládol nielen na realizáciu, ale aj na parametre zabudovaného betónu. Veľmi dôležité boli tiež vlastnosti zatvrdnutého betónu, ale aj vlastnosti čerstvého betónu – dobrá čerpateľnosť, jednoduché ukladanie a dlhá spracovateľnosť pri rôznych podmienkach vonkajšieho prostredia.

Budovaný úsek D3 Čadca, Bukov – Svrčinovec sa začína v km 37,037, kde nadväzuje na predchádzajúci úsek D3 Oščadnica – Čadca, Bukov, ktorý je v prevádzke v polovičnom profile, a končí v km 42,710, kde naň nadväzuje úsek D3 Svrčinovec – Skalité, ktorý je tak­isto v prevádzke v polovičnom profile.

Estakáda Podzávoz sa nachádza v intraviláne mesta Čadca na území s rovinatým charakterom a mierne vystupujúcim terénom. Územie je zastavané od individuálnej výstavby až po väčšie výrobné celky s budovami dielní a skladov. Mostný objekt prekonáva niekoľko prekážok, ako sú miestne komunikácie, cesta I/11 (hlavný ťah na Poľsko a ČR), lávka pre peších nad traťou ŽSR a miestna komunikácia, samotná trať ŽSR, rieka Čadečanka, poľná cesta a rieka Čierňanka.

Mostný objekt tvoria dva samostatné súbežné mosty (ľavý a pravý most), pozostávajúce z jedného dilatačného celku. Nosná konštrukcia je navrhnutá ako spojitý viacpoľový nosník z predpätého monolitického betónu. Na začiatku a v koncovej oblasti mosta sa buduje dvojtrámová konštrukcia technológiou betonáže na pevnej skruži. Uprostred mosta sa buduje komorová konštrukcia technológiou letmej betonáže. Celková dĺžka ľavého mosta s 15 poľami je 757,45 m a pravého mosta so 16 poľami 765,9 m.

Zakladanie mosta

Most je založený hĺbkovo, pilótami s priemerom 1 180 mm. Dĺžka pilót je v závislosti od rozhodujúceho zaťaženia a geologického profilu pod podperami rôzna – od 10 do 18 m. Pilóty sa realizovali z pilotážnych plošín pomocou technológie oceľových pažníc a vypĺňali sa betónom C25/30 – XC2, XA1 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 – S4.

Návrh zloženia betónu musel zohľadňovať potrebu vysokej odolnosti proti segregácii, náležitej tvárnosti a dobrej súdržnosti a potrebu dobrej tekutosti a spracovateľnosti počas procesu zabudovania vrátane odstránenia dočasného debnenia (oceľových pažníc). Zároveň bolo na základe geologických podmienok potrebné vyhovieť požiadavkám na betón umiestnený v suchých podmienkach (min. obsah cementu 325 kg/m3), ako aj pod vodou (min. obsah cementu 375 kg/m³).

Na roznos zaťaženia z opôr a podpier na pilóty sa navrhli základové bloky z betónu C30/37 – XC4, XD2, XF2, XA3 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 – S4.

Spodná stavba

Spodnú stavbu tvoria opory na začiatku a na konci mosta a medziľahlé piliere. Ľavý most má dve opory a 14 pilierov, pravý most má dve opory a 15 pilierov.

Opory sa skladajú zo železobetónového úložného prahu, drieku, základov opôr a pozdĺžnych krídel (v smere diaľnice). Úložný prah, driek a krídla sú z betónu C30/37 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 – S4.
Dvojtrámová nosná konštrukcia je uložená na pilieroch s dvojicou stojok v priečnom smere (kolmo na os mosta). Pôdorysný tvar stojok je osemuholník vpísaný do obdĺžnika s rozmermi 1,5 × 2,2 m. Výška jednotlivých pilierov sa mení vzhľadom na členitosť terénu od 9,84 do 13,0 m.

Komorová nosná konštrukcia je uložená na pilieroch s dvojicou stojok v pozdĺžnom smere (v smere osi mosta). Pôdorysný tvar stojok je obdĺžnik s rozmermi 7,4 × 0,9 m. Výška jednotlivých pilierov sa pohybuje od 11,55 do 13,80 m.

V mieste komorovej konštrukcie je spodná stavba rámovo spojená s nosnou konštrukciou, v mieste dvojtrámovej konštrukcie je nosná konštrukcia uložená na spodnej stavbe vždy pomocou dvojice hrncových ložísk.

Piliere nachádzajúce sa v blízkosti cesty I/11 a miestnych komunikácií sú z betónu C35/45 – XC4, XD3, XF4 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 – S4 so zvýšenou požiadavkou na odolnosť proti posypovým soliam. Ostatné piliere sú z betónu C30/37 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 – S4.

Pri návrhu receptúr betónových zmesí na betonáž opôr a pilierov sa vychádzalo z požiadaviek na dobrú tekutosť, odolnosť proti segregácii a na vypĺňanie husto vystužených konštrukcií, aby sa dosiahol čo najlepší vzhľad konštrukcií bez hniezd a kaverien. Samozrejme, navrhnuté receptúry museli zároveň spĺňať všetky kritériá zatvrdnutého betónu.

Nosná konštrukcia

Nosná konštrukcia ľavého mosta z predpätého monolitického betónu tvorí jeden dilatačný celok, podobne aj pravý most tvorí jeden dilatačný celok. Na začiatku a v koncovej oblasti mosta sa buduje dvojtrámová konštrukcia technológiou betonáže na pevnej skruži. Uprostred mosta sa buduje komorová konštrukcia technológiou letmej betonáže.

Dvojtrámová konštrukcia

V priečnom smere tvoria nosnú konštrukciu dva trámy s konštantnou výškou s mierne šikmými stenami. Trámy sú spojené hornou doskou s premennou hrúbkou, na ne nadväzujú konzoly s vyložením a takisto premennou hrúbkou. Na koncoch nosnej konštrukcie (nad krajnými oporami) sú koncové priečniky.

Komorová konštrukcia

Priečny rez nosnou konštrukciou je jednokomorový. Výška prierezu sa mení, od stredu rozpätia sa smerom nad piliere nábehom zväčšuje. Šírka komory je konštantná po celej dĺžke, steny komory sú zvislé a hrúbka dolnej a hornej dosky je premenná.

Komorová konštrukcia je po dĺžke rozdelená na jednotlivé vahadlá letmej betonáže s dĺžkou 70,0 m. Každé vahadlo pozostáva zo zárodku a obojstranných lamiel smerujúcich od zárodku symetricky na obidve strany. K plynulému prechodu na dvojtrámovú konštrukciu dochádza vytratením spodnej dosky komory a rozšírením stien komory na trámy.

Výstavba mostného objektu

Výstavba nosnej konštrukcie sa realizuje kombináciou technológie betonáže na pevnej skruži a technológie letmej betonáže. Technológia letmej betonáže bola zvolená na prekonanie prekážky v podobe trate ŽSR a susediacej miestnej komunikácie tak, aby boli obmedzenia na trati ŽSR čo možno najmenšie.

Betonáž na pevnej skruži sa začala realizáciou betonážnych dielov od prechodu na letmú betonáž smerom ku krajným oporám. Dĺžka betonážnych dielov je od 28,0 do 74,0 m.

Letmá betonáž sa realizuje s nasadením dvoch párov betonážnych vozíkov. Výstavba jednotlivých vahadiel prebieha osadením podperného roštu na pilieroch, zostavením debnenia a vybudovaním zárodku. Na hotovom zárodku sa zmontujú betonážne vozíky, následne sa na každej strane symetricky postupne zrealizujú jednotlivé lamely. Na zmonolitnenie vahadiel letmej betonáže so susednými poľami sa zrealizujú spojovacie lamely pomocou vozíka letmej betonáže.

Betón na nosnú konštrukciu

Nosná konštrukcia je z betónu C35/45 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 – S4. Pri návrhu betónu bolo potrebné zohľadniť vývoj pevností v čase (z dôvodu overenia postupu prác pri predpínaní výstuže), ako aj overiť splnenie hodnoty modulu pružnosti v zmysle STN EN 1992-1-1 čl. 3.1.3, tab. 3.1.

Zloženie betónu musí vyhovovať navyše nielen národným technickým normám, ale aj technicko-kvalitatívnym požiadavkám investora. Splnenie všetkých požiadaviek je podmienené dôkladným výberom všetkých vstupných materiálov, ako aj ich vzájomnou kompatibilitou. Je dôležité overiť vzájomné spolupôsobenie a nájsť najlepšiu kombináciu, hlavne medzi cementom a prísadami (plastifikačná aj prevzdušňovacia). Kvalita všetkých vstupných materiálov sa pravidelne kontroluje, aby sa zabezpečila jej rovnaká úroveň počas celej výstavby.

Vzhľadom na uvedené nároky vznikla požiadavka prehodnotiť a upraviť krivku zrnitosti betónu. Musel sa nájsť kompromis medzi množstvom jemných častíc v betóne, ktoré zlepšujú vlastnosti čerstvého betónu (hlavne čerpateľnosť), a množstvom hrubéhokameniva, ktoré zlepšuje vlastnosti zatvrdnutého betónu (najmä pevnosť v tlaku a modul pružnosti).

Na zlepšenie čerpateľnosti a viskozity betónu a s ohľadom na vysokú dávku cementu v betóne bolo potrebné nastaviť aj dávku superplastifikačnej prísady na báze polykarboxylátového éteru. Nastavením správnej dávky superplastifikačnej prísady do cementu sa dosiahli požadované vlastnosti čerstvého betónu a zároveň požadované vlastnosti zatvrdnutého betónu.

Správne nastavenie jednotlivých dávok surovín na výrobu čerstvého betónu sa potvrdilo tým, že betón nevykazoval žiadnu segregáciu, „krvácanie“ či „potenie“, a to ani po zamiešaní, ani pri zabudovaní do nosnej konštrukcie.

Nosná konštrukcia mosta je počas celej životnosti namáhaná poveternostnými vplyvmi, ktoré z dlhodobého hľadiska negatívne vplývajú na vlastnosti betónu. Preto bolo potrebné pri návrhu skúškami overiť odolnosť betónovej zmesi proti striedaniu zmrazovania a rozmrazovania, ako aj odolnosť povrchu betónu proti pôsobeniu vody a chemických rozmrazovacích látok.

Už pri tvorbe návrhu receptúr všetkých betónov bola neodmysliteľnou súčasťou spolupráca so „stavbou“, projektantom, ale aj investorom. Takto sa spojili všetky silné stránky, vedomosti, myšlienky a skúsenosti s cieľom splniť očakávania zainteresovaných strán a naplniť tak motto spoločnosti Strabag TEAMS WORK.

Nemenej dôležitá bola téma trvalej udržateľnosti, pretože stavebná činnosť má zásadný vplyv na životný priestor. Aj preto sa napríklad už pri návrhu betónov zvolil cement CEM II/A-S, pri ktorého výrobe sa vyprodukuje menej emisií ako pri doteraz používanom CEM I. V zásade však platí, že každá stavba je jedinečná a predstavuje individuálne požiadavky na plánovanie, realizáciu a prevádzku, preto je dôležité, aby sa investori mohli za každých okolností spoľahnúť, že sa stavba zrealizuje spoľahlivo a v dohodnutej kvalite.

Erik Zemánek (riaditeľ oblasti Slovensko), Peter Gajdošík (technológ) a Roman Lutišan (technológ) pracujú v spoločnosti Frischbeton, s. r. o., ktorá je dodávateľom betónových zmesí na predmetnej stavbe. Spoločnosť patrí do koncernu STRABAG SE a na Slovensku vystupuje pod značkou STRABAG, s. r. o.