Prieskumné vrty v pilieroch Starého mosta v Bratislave a ich videoendoskopia
Na vypracovanie návrhu zabezpečenia a vlastné zabezpečenie stavebných konštrukcií je nevyhnutné mať čo najpresnejšiu informáciu o ich stavebnom a technickom stave a poznať históriu výstavby, resp. vykonaných opráv a rekonštrukcií. V prípade rekonštrukčných prác mostných objektov sa situácia pri získavaní potrebných informácií komplikuje obmedzeným prístupom k jednotlivým stavebným prvkom a limitovanou možnosťou získať informácie o stave najmä základových konštrukcií. V tomto prípade prichádzajú vhod nové metódy získavania doplňujúcich informácií, akou je napríklad videoendoskopia – prehliadka vrtov, resp. iných stiesnených priestorov pomocou kamery s možnosťou farebného záznamu.
Piliere mali kesónové základy, ktoré podľa historických údajov siahali do hĺbky 14 m pod normálnu hladinu Dunaja. Boli murované z lomového kameňa a obložené žulovými kvádrami. Najväčšia rekonštrukcia pilierov sa uskutočnila bezprostredne po 2. svetovej vojne, keď nemecké vojská vyhodili do povetria konštrukciu na pilieroch 3, 4 a 5, nachádzajúcich sa v toku Dunaja.
Obnovu poškodených pilierov realizovali ženijné jednotky Červenej armády v spolupráci s Československou armádou a miestnymi stavebnými spoločnosťami. Z tohto obdobia pochádza zabezpečenie piliera č. 3 oceľovými baranenými pažnicami Larsen a dobudovanie všetkých troch pilierov v častiach, ktoré boli poškodené odstrelením mosta. Piliere, ktoré boli vyhodené do povetria, sú v nadzemnej časti obnovené prevažne s využitím betónu.
Telá mostných opier a podpier, ktoré počas druhej svetovej vojny vydržali, sú zložené z kamenných (granitových) kvádrov, resp. blokov navzájom spájaných (priestor medzi nimi je vyplnený) cementovou maltou. Malta má jemnozrnný charakter, svetlosivé až ružovosivé sfarbenie, obliaky dosahujú veľkosť približne 3 – 30 mm. Betón na báze základov je miestami značne skorodovaný, obsahuje obliaky s veľkosťou 3 – 50 mm.
Mostné podpery č. 3, 4, 5, 6 sú konštrukcie po obvode vyhotovené z murovaných kamenných obkladov. Ich jadro tvorí liaty betón, ktorý je do značnej miery skorodovaný. Pevnostné parametre betónu aj kamenných kvádrov sa overili laboratórnymi skúškami na vzorkách materiálu a zhodnotili sa v záverečnej správe z prieskumu. Pevnosť žulových častí v jednoosovom tlaku sa pohybuje v rozpätí 23,3 až 52,48 MPa (priemer – 42,43 MPa), pevnosť cementovej malty a základového betónu dosahuje 2,29 až 21,91 MPa, (priemer – 9,52 MPa). Realizované skúšky na vzorkách kamenných (granitových) blokov nepreukázali výrazné rozdiely medzi pevnostným charakteristikami konštrukčných materiálov nachádzajúcich sa pod a nad hladinou Dunaja.
V minulosti bolo koryto Dunaja v Bratislave iné ako v súčasnosti. Prúdnica toku s najväčšou hĺbkou bola pri pravom brehu a plávalo sa mostným poľom, ktoré je dnes sčasti zasypané. Pôvodne mal most vo vode päť pilierov, dnes sú v toku tri. Hĺbke koryta zodpovedala aj hĺbka založenia pilierov, ktoré sú hlbšie na petržalskej strane a plytšie na bratislavskej strane.
Stav Starého mosta bol na základe merania a skúšky v roku 2008 zhodnotený ako havarijný, preto je v súčasnosti prístupný len pre mestskú hromadnú dopravu, peších a cyklistov.
Vrtno-sanačné práce
V apríli tohto roka sa začala oprava Starého mosta s predpokladom, že rekonštrukcia bude ukončená v októbri 2010. Stavebníkom pri rekonštrukčných prácach je mesto Bratislava prostredníctvom spoločnosti Metro Bratislava, a. s. Dodávateľom prieskumných a sanačných prác pilierov je ENVIGEO, a. s., Banská Bystrica, pre ktorú zabezpečila videoendoskopiu vrtov v pilieroch Vodohospodárska výstavba, š. p., Bratislava.
Prvá fáza prieskumných prác zameraná na overenie stavu stavebnej konštrukcie pilierov, nachádzajúcich sa v toku Dunaja sa realizovala v roku 2007. Druhá fáza prác sa uskutočnila v roku 2009 a jej cieľom bolo doplniť informácie o technickom stave stavebnej konštrukcie na zostávajúcich pilieroch (č. 1, 2, 7, 8), uskutočniť skúšobné injektovanie a zabezpečenie vrtov oceľovou výstužou a preveriť účinnosť a dosah preinjektovania v telese piliera. Spomenuté práce sa obmedzili len na časti pilierov pod železničným mostom, teda približne tretinovú pôdorysnú plochu pilierov. Umiestnenie prieskumných sanačných a overovacích vrtov sa muselo prispôsobiť existujúcej oceľovej konštrukcii mosta.
 |
 |
| Vrtné práce | Rozmiestnenie vrtov na pilieri |
Samotné prieskumné a sanačné práce v prvej fáze pozostávali z vrtných prác, pri ktorých sa zrealizovali prieskumné a overovacie vrty. Boli vŕtané rotačne na jadro s diamantovou vrtnou korunkou Ø 93/75 mm technológiou ťažiteľnej jadrovnice, s vodou ako výplachovým médiom, s cieľom dosiahnuť maximálny výnos materiálu a jeho minimálne druhotné porušenie technológiou vŕtania. Po prevŕtaní konštrukcie piliera a zistení úrovne základovej škáry vŕtanie pokračovalo s vylúčením výplachu s cieľom overiť charakter podložných hornín.
Sanačné vrty sa vŕtali Ø 135 mm a 152 mm bezjadrovo technológiou ponorného kladiva s využitím stlačeného vzduchu. Vŕtalo sa z mostovky zvislo nadol. Rozmiestnenie vrtov bolo dané existujúcou oceľovou konštrukciou a vzdialenosťou od obvodového plášťa tak, aby nedošlo k poškodeniu obvodových obkladov, ktoré sú – podobne ako mostná konštrukcia – pamiatkovo chránené.
 |
 |
| Vrt cez pražce | Jadro s dreveným materiálom |
 |
 |
| Jadro s prevŕtaným kesónom | Detail prevŕtaného povrchu kesónu aj s nitom |
Celkovo sa v tejto fáze prác vyvŕtalo 88,42 m prieskumných vrtov, 3 337 m sanačných vrtov a 382 m overovacích vrtov. Použili sa vrtné súpravy Fraste Mito-40 a Wirth B0.Vrty boli zabezpečené oceľovými injekčnými zavitovanými kotevnými tyčami (IZKT R 38) priemeru 38 mm. V niektorých vrtoch sa použila oceľová výstuž R28, ktorá sa nadpájala zvarovaním. Na injektovanie vrtov sa použili PVC injekčné rúrky s priemerom 32 mm. Ako zálievková a injekčná zmes sa použila zmes cementu, Tricosalu a bentonitu.
Z výnosu jadra možno skonštatovať, že stav pilierov pred sanáciou bol nevyhovujúci, chýbajúci výnos jadra z niektorých hĺbkových úrovni indikoval existenciu kaverien a puklín, a to nielen v priestore kesónov, ale aj v telese samotných pilierov. O rozsahu prázdnych dutín v telese a v podloží pilierov svedčia údaje o spotrebe injekčných zmesí, keď spotreba v niektorých úsekoch mnohonásobne prekračovala predpokladanú spotrebu, resp. spotrebu v iných úsekoch. Hlavne v úsekoch s malým výnosom jadra bola možnosť vizuálnej inšpekcie významnou pomôckou pri interpretácii výsledkov vrtného prieskumu.
Metodika videoendoskopie
Pri zachytávaní stavu vrtov sa na sanačné vrty použil digitálny inšpekčný systém na vizuálnu kontrolu potrubí IBAK Modular_I s otočnou kamerovou hlavou ORION 2. Pre overovacie vrty, ktorých priemer je iba 76 mm, sa použil kamerový systém IBAK HYDRUS. Obidva systémy umožňujú digitálny záznam na videosystém ARCHOS. V prieskumných vrtoch sa použil aj kamerový systém VIVAX vCam.
Uvedené kamerové systémy sú určené na monitorovanie stavu vodorovných a šikmých potrubí a vrtov, ich použitie vo zvislých vrtoch je zriedkavé (hlavne pri systéme IBAK Modular, ktorý je uložený na kolesovom samohybnom podvozku a na použitie vo vrtoch na Starom moste sa musel mierne modifikovať).
 |
 |
| Kamera IBAK Hydrus | Kamerový systém VIVAX vCam |
 |
 |
| Kaverna v hĺbke asi 2 m | Kaverna v hĺbke asi 6,5 m |
 |
 |
| Chýbajúca výplň puklín v hĺbke asi 2,5 m | Kaverny tesne pod povrchom |
Záver
Na základe spracovaných výsledkov videoendoskopických prác možno konštatovať, že v prieskumných, sanačných, ale aj overovacích vrtoch v pilieroch bratislavského Starého mosta sa pred zainjektovaním nachádzali kaverny a trhliny. Ich počet a veľkosť bola v niektorých vrtoch značná. Či ide o nevyplnené priestory, ktoré vznikli už pri výstavbe alebo mohlo k vyplaveniu materiálu dôjsť neskôr, nemožno jednoznačne zistiť.
Najrozsiahlejšie nevyplnené priestory boli kamerou zaznamenané v priestoroch kesónov. Videoendoskopiou sa takisto identifikovali polohy betónového materiálu nedostatočnej pevnosti, ktorý sa rozrušil aj vplyvom rotácie vrtného náradia a pôsobenia vrtného výplachu. Výskyt pôvodnej výstuže pilierov sa zaznamenal iba výnimočne. Videoendoskopiou sa identifikovali žulové materiály opracované do tvaru blokov, ale aj žulové materiály s neopracovanými plochami a rozličnými rozmermi. Identifikovali sa aj pomerne dlhé súvislé betónové úseky (aj niekoľkometrové). Tento fakt súvisí s obnovou pilierov v roku 1945, pri ktorej sa využil najmä betón. Tento sa od umelých materiálov použitých pri výstavbe odlišuje aj farebne.
 |
 |
| Pilier 5 OV1 a OV2 zo dňa 16. 6. 2009 – kaverna 11,2 m | Pilier 5 OV2 zo dňa 16. 6. 2009 – kaverna 9,6 m |
 |
 |
| Pilier 8 OV1 zo dňa 24. 6. 2009 – kaverna 2,5 m | Pilier 3,SV-6,Hydrus – kesón |
 |
Pilier 7,SV-5,Orion – kesón a dutina pod ním |
Základová škára je v pilieroch pri pravom brehu v hĺbke viac ako 26 m a pri ľavom brehu iba v hĺbke asi 20 m. Súvisí to s preložením koryta Dunaja po výstavbe mosta bližšie k staromestskej – bratislavskej strane. Hladina vody v pilieroch sa pohybuje asi 10 m od ústia vrtov a asi 10 až 15 m nad základovou škárou.
Viacerými vrtmi sa zistil kovový materiál kesónov s hrúbkou plášťa asi 10 mm. Minimálne z vrchnej strany bol chránený bituménovým povlakom a aj vďaka anaeróbnemu prostrediu nevykazuje koróziu. V jednom z vrtov sa dokonca podarilo navŕtať spoj platní spojených nitom.
Videoendoskopia vrtov pri prieskumno-sanačných prácach v pilieroch Starého mosta pomohla lepšie interpretovať výsledky vrtných prác a hlavne identifikovať príčinu niektorých anomálií. Ich objasnenie nie je pri použití tradičných postupov prieskumu jednoznačné.
Na základe skúseností z realizovaných prác možno konštatovať, že vizuálna inšpekcia vrtov je vhodnou doplňujúcou prieskumnou metódou hlavne pri diagnostike stavebných konštrukcií.
Ing. Andrej Kasana, RNDr. Pavol Tupý
Foto: Vodohospodárska výstavba, š. p.
