Stavebné úpravy a rozšírenie Ulice vysokoškolákov v Žiline z geotechnického hľadiska
Časopis Inžinierske stavby Modernizácia hlavných mestských komunikácií predstavuje komplexný proces, pri ktorom zohrávajú významnú úlohu nielen dopravné a urbanistické požiadavky, ale aj geotechnické podmienky územia. Projekt „Stavebné úpravy a rozšírenie Ul. vysokoškolákov, Žilina“ predstavuje rozsiahlu prestavbu jednej z najvýznamnejších a dopravne najvyťaženejších mestských komunikácií. Tá zabezpečuje spojenie centra mesta Žilina s najväčším sídliskom Vlčince a zároveň nadväzuje na okolité obce Rosina a Višňové.
Predmetom projektu je rozšírenie existujúcej dvojpruhovej komunikácie na štvorpruhovú mestskú komunikáciu, výstavba troch turbo-okružných križovatiek, realizácia oporných a zárubných múrov, rozsiahle preložky inžinierskych sietí a komplexná obnova verejného priestoru vrátane chodníkov, cyklistickej infraštruktúry a zelene. Navrhované stavebné úpravy zvýšia kapacitu komunikácie, zlepšia plynulosť cestnej premávky, zvýšia bezpečnosť všetkých účastníkov cestnej premávky a znížia nehodovosť v riešenom území.
Z geotechnického hľadiska ide o zaujímavý projekt, keďže sa realizuje v husto zastavanom mestskom prostredí s vysokou koncentráciou podzemných inžinierskych sietí a obmedzenými priestorovými možnosťami. Návrh a realizácia stavebných objektov si preto vyžadujú dôkladné posúdenie geologických a geotechnických pomerov územia, ako aj návrh vhodných opatrení na zabezpečenie stability výkopov, svahov, komunikácií, zárubných a oporných konštrukcií a priľahlej zástavby počas výstavby aj následnej prevádzky.
Charakteristika územia a geotechnické výzvy
Ulica vysokoškolákov sa nachádza v juhovýchodnej časti mesta Žilina a tvorí jednu z hlavných mestských komunikácií s významnou dopravnou funkciou. Pozdĺž trasy sa nachádzajú administratívne budovy, obchodné centrá, obytné súbory, univerzitný areál a zdravotnícke zariadenie. Existujúca komunikácia už nezodpovedá súčasným požiadavkám ani z hľadiska dopravnej kapacity, ani z hľadiska technických parametrov, čo sa prejavuje najmä počas dopravných špičiek vznikom výrazného dopravného preťaženia, zhoršením plynulosti cestnej premávky a zvýšeným rizikom dopravných nehôd.
Navrhovaná rekonštrukcia sa týka úseku od polikliniky Žilpo po napojenie na Rosinskú cestu v celkovej dĺžke približne 1,42 km. Komunikácia je navrhnutá v kategórii MZ 24,5/50 so štyrmi jazdnými pruhmi v šírke 3,50 m (obr. 1).
Z geotechnického hľadiska bolo potrebné riešiť viacero zásadných problémov:
- rozšírenie zemného telesa komunikácie v obmedzenom priestore,
- zabezpečenie stability priľahlých svahov,
- ochranu jestvujúcich objektov,
- koordináciu s množstvom podzemných inžinierskych sietí,
- odvodnenie územia,
- realizáciu nových zárubných, resp. oporných konštrukcií.
Zárubné múry z vystuženej horninovej konštrukcie so zeleným lícom ako moderné geotechnické riešenie
Významným geotechnickým objektom riešeného projektu sú zárubné múry z vystuženej horninovej konštrukcie so zeleným lícom (obr. 2). Ich hlavnou úlohou je zabezpečiť stabilitu zárezových svahov a vytvoriť priestor na rozšírenie existujúcej komunikácie bez potreby rozsiahlych záberov okolitých pozemkov. V porovnaní s konvenčnými železobetónovými zárubnými konštrukciami ide o ekologickejšie, ekonomickejšie a esteticky prívetivejšie riešenie, ktoré sa prirodzene začleňuje do okolitého prostredia.
Konštrukčný systém pozostáva z prefabrikovaných panelov z dvojzákrutovej siete (typ 8 x 10), ktoré sú zvnútra pokryté protieróznou georohožou a vystužené zváraným panelom. Bloky sa dodávajú s dvomi predpripravenými oceľovými výstuhami, pomocou ktorých sa na stavenisku zostavia do požadovaného sklonu. Prefabrikované panely sa dodávajú v štandardnej šírke 3 m a maximálnej dĺžke 6 m.
Múry sú založené na zhutnenom štrkopieskovom podsype v kombinácii s drenážno-výstužným geokompozitom, ktorý zabezpečuje rovnomerný prenos zaťaženia a efektívne odvodnenie konštrukcie.
Lícna strana múrov je vyplnená zeminou, na ktorú sa po ukončení výstavby aplikuje hydroosev. Po vzídení a rozrastení vegetácie vznikne prirodzený zelený povrch, ktorý zlepší estetické začlenenie stavby do okolitého prostredia, prispeje k zadržiavaniu dažďovej vody a zároveň zníži prehrievanie mestského prostredia.
Medzi hlavné výhody navrhovaného riešenia patria:
- stabilita vystuženej zemnej konštrukcie,
- suchý proces realizácie,
- menšie ekonomické nároky v porovnaní so železobetónovými opornými múrmi,
- priaznivejšie hospodárenie so zrážkovou vodou,
- zlepšenie mikroklimatických podmienok mestského prostredia,
- estetické začlenenie konštrukcie do okolitej krajiny.
V rámci stavby sú navrhnuté tri samostatné úseky zárubných múrov (obr. 3):
- SO 241-00: km 0,260 – 0,320,
- SO 242-00: km 0,432 – 0,832,
- SO 243-00: km 0,915 – 1,160.
SO 241-00 Zárubný múr v km 0,260 – 0,320 vpravo
Prvý úsek zárubného múru má celkovú dĺžku 60 m. Výška konštrukcie je premenlivá, od 1,68 m do 2,30 m v závislosti od výšky zárezu. Dĺžka horizontálneho výstužného panelu z oceľovej siete je navrhnutá na 3 m.
SO 242-00 Zárubný múr v km 0,432 – 0,832 vpravo
Druhý zárubný múr predstavuje najrozsiahlejší objekt svojho druhu v rámci stavby. Jeho celková dĺžka je 410 m, výška sa pohybuje od 1,50 m do 6,08 m. Dĺžka horizontálneho výstužného panelu z oceľovej siete je navrhnutá na 5 m.
Na korune múru je navrhnutý cyklochodník v šírke 3,0 m a chodník pre peších v šírke 2,0 m. Chodníky v úvodnom úseku stúpajú v sklone 5,5 % na dĺžke 72 m, následne pokračujú v sklone 2,2 % na dĺžke 206 m až po nadchod SO 202-00, situovaný v km 0,696.
Za nadchodom smerom k ulici Veľký diel klesajú v jednotnom sklone 4,5 % na dĺžke 139 m, kde sa plynulo napájajú na chodník vedený pozdĺž komunikácie. Pozdĺžne sklony cyklochodníkov a chodníkov zohľadňujú výškové pomery územia, ako aj požiadavky na bezbariérový prístup s cieľom zabezpečiť komfortný pohyb peších a cyklistov.
SO 243-00 Zárubný múr v km 0,915 – 1,160 vpravo
Tretí zárubný múr má celkovú dĺžku 293 m. Výška konštrukcie sa pohybuje od 1,50 m do 6,08 m. Dĺžka horizontálneho výstužného panelu z oceľovej siete je navrhnutá na 5 m.
Na korune múru vedie cyklochodník v šírke 3,0 m spolu s chodníkom pre peších v šírke 2,0 m, ktoré zabezpečujú prístup k nadchodu SO 203-00, situovanému v km 0,990, a následne nadväzujú na Rosinskú cestu. Chodníky stúpajú v jednotnom sklone 5,0 % na dĺžke 123 m až po úroveň nadchodu.
Na opačnej strane, smerom k Rosinskej ceste, klesajú v sklone 4,0 % na dĺžke 85 m, následne pokračujú 85 m v nulovom sklone (0 %) a v závere plynulo klesajú na úroveň chodníka kopírujúceho niveletu komunikácie. Pozdĺžne sklony cyklochodníkov a chodníkov zohľadňujú výškové pomery územia, ako aj požiadavky na bezbariérový prístup s cieľom zabezpečiť komfortný pohyb peších a cyklistov.
Z geotechnického aj urbanistického hľadiska predstavujú navrhnuté zárubné múry z vystuženej horninovej konštrukcie so zeleným lícom moderné geotechnické riešenie, ktoré spája požiadavky na stabilitu zemných konštrukcií s environmentálnymi a estetickými aspektmi výstavby. Ich využitie zároveň prispieva k adaptácii mestského prostredia na dôsledky klimatickej zmeny a predstavuje perspektívny smer rozvoja geotechnických konštrukcií v urbanizovaných územiach.
Záver
Projekt prestavby Ulice vysokoškolákov v Žiline predstavuje príklad modernej mestskej dopravnej stavby, v ktorej zohráva geotechnika dôležitú úlohu. Rozšírenie komunikácie na štyri jazdné pruhy, výstavba turbo-okružných križovatiek, realizácia zelených zárubných múrov a rozsiahle úpravy infraštruktúry si vyžadujú komplexný prístup založený na poznaní geologických a geotechnických podmienok územia.
Osobitne zaujímavým prínosom projektu je prepojenie tradičných geotechnických riešení s princípmi udržateľnosti a modro-zelenej infraštruktúry. Navrhnuté zelené zárubné konštrukcie, ktoré prispievajú k zadržiavaniu vody v krajine a integrujú zeleň ako povrchovú úpravu konštrukcie, dokazujú, že súčasná geotechnika už nie je len disciplínou zabezpečujúcou stabilitu stavebných objektov, ale významnou mierou prispieva k tvorbe kvalitného, bezpečného a environmentálne udržateľného mestského prostredia.
Text: Ing. Ladislav Kais, PhD., Geotechnické stavby, spol. s r.o.
Foto: Valbek SK, spol. s r.o.
