Železobetónové konštrukcie objektov rezidenčného súboru SKY PARK

V Bratislave okolo Jurkovičovej teplárne na rohu Čulenovej a Továrenskej ulice vyrastá nová štvrť. Postindustriálnu architektúru nahradí SKY PARK od svetoznámej architektky Zahy Hadid, ktorá do nášho hlavného mesta prináša úplne novú úroveň architektúry obytných a administratívnych objektov a verejného priestoru s mestským parkom s rozlohou väčšou ako 30-tisíc štvorcových metrov. Stavba je jedinečná už vo fáze realizácie železobetónového skeletu, a to použitím unikátnych systémov debniacej techniky a BOZP, ktoré sa na slovenských stavbách použili vôbec prvýkrát.

Projekt od začiatku púta pozornosť laickej aj odbornej verejnosti, a to nielen vysokým tempom výstavby, ale aj použitými technológiami, ktoré na prvý pohľad napovedajú, že ide o výnimočný projekt. V súčasnosti sa realizujú výškové objekty veží A, B a C, z toho naša spoločnosť VHS-PS, s. r. o., realizuje nosný železobetónový skelet veží B a C.

Navrhované objekty sú pokračovaním súboru stavieb nového mestského centra v blízkosti historického jadra Bratislavy, vymedzeného ulicami Čulenova, Landererova, Továrenská a Bottova, resp. Chalupkova. Celý komplex tvorí zmiešaná funkcia zahrnujúca rezidenčné bývanie, obchody, kancelárie a služby.

Oživená historická tepláreň bude isto vyhľadávanou mestskou lokalitou, ktorá prinesie do tejto časti Bratislavy novú kvalitu mestského prostredia. Extenzívne zelené strechy pavilónov občianskej vybavenosti zdôraznia zámer zladiť sadové úpravy medzi vežami s mestským parkom.

Objekty pozostávajú z podzemných garáží, výškových budov veží a pavilónov občianskej vybavenosti. Stavebné objekty podzemných garáží sa skladajú z dvoch podzemných podlaží, ktoré zahŕňajú aj základovú dosku a pilótové základy pod výškovými časťami bytových domov. Železobetónová doska spolupôsobiaca s pilótovými základmi má pod vežami hrúbku 1 700 mm.

Objekt bytového domu pozostáva z 31 nadzemných podlaží s pôdorysmi v tvare elipsy (obr. 1). Nosnú konštrukciu objektu tvorí železobetónový stenový systém s rozmerným jadrom v strede pôdorysu, ktoré prechádza súvislo od základov až po najvyššie podlažie. Steny jadra sú hrubé 200 až 300 mm.

Priečne nosné steny dosahujú hrúbku 220 až 250 mm v závislosti od miery namáhania. Stropné dosky sú navrhnuté ako obojsmerne vystužené s hrúbkou 190 mm. Dosky s väčším namáhaním dosahujú hrúbky 250 až 300 mm. Horizontálnu tuhosť objektu zabezpečuje železobetónové jadro a priečne steny medzi bytmi.

Založenie objektov

Objekty sú vzhľadom na geologickú stavbu lokality, podzemnú vodu a charakter nosnej konštrukcie založené na kombinácii plošného (základová doska) a hlbinného zakladania (pilóty). Na hĺbkové založenie všetkých troch veží projektu SKY PARK navrhol projektant jednotný priemer pilót 900 mm.

Pilóty majú dĺžky od 21,5 do 35,0 m. Dĺžka armokošov pri CFA pilótach do 25,0 m je maximálne 14,0 m. Dlhšie pilóty pod vežou A a vežou B (s dĺžkou od 25,0 do 35,0 m) sú vystužené na celú dĺžku. Samotné základové dosky boli rozdelené na niekoľko pracovných záberov, pričom základové pätky pod žeriavy predstavovali samostatné pracovné zábery.

Základová doska pod vežou je navrhnutá z betónu s nízkym hydratačným teplom a má hrúbku 1 700 mm (obr. 2). Ostatné časti základovej dosky mimo objektov veží majú hrúbky 650 a 550 mm. Technologická prestávka medzi jednotlivými zábermi bola minimálne 10 dní.

Spodná stavba

Objekt podzemnej garáže pozostáva z dvoch podzemných podlaží. Nosnú konštrukciu tvorí kombinovaný železobetónový stĺpovo-stenový nosný systém s bezprievlakovými stropnými doskami so základným modulovým rastrom 7,5 × 8,0 m.

V miestach, kde sú nad podzemnou garážou nadzemné objekty, je zvislý nosný systém lokálne upravený tak, aby bol priebežný až po strechu nadzemných objektov, čím sa zabezpečí plynulý prenos zaťaženia od hornej stavby do základov. Objekty podzemných garáží tvoria jeden dilatačný celok, pre každú vežu samostatne.

Po obvode podzemnej garáže je zrealizovaná monolitická železobetónová stena s hrúbkou 250 mm. Vnútorné nosné steny a steny schodiskových jadier sú takisto monolitické železobetónové, s hrúbkou 250 mm. Steny pod výškovou časťou napojené na stredové jadro významne spolupôsobia so základovou doskou, t. j. ich namáhanie je výrazne ovplyvnené nerovnomerným sadaním základovej dosky. Ich hrúbka je preto 300 až 500 mm.

Stĺpy podzemnej garáže majú obdĺžnikový prierez s rozmermi 300 × 800 mm, resp. 300 × 1 000 mm. Pod výškovou časťou majú stĺpy kruhový prierez s priemerom 900 mm. V 1. PP sú stĺpy pod doskou rozšírené na 500 mm doplnením krátkych konzol s vyložením 100 mm z oboch strán na výške 200 mm, čím sa vytvára ďalší stupeň hlavice dosky na zníženie jej namáhania na pretlačenie.

Stropná doska nad 2. PP je navrhnutá ako bodovo podopretá, monolitická železobetónová, s hrúbkou 220 mm, s hlavicami s celkovou hrúbkou 300 mm v miestach najväčšieho namáhania v okolí stĺpov. V miestach zvýšeného namáhania od zemného násypu je navrhnutá stropná doska s hrúbkou 300 až 400 mm.

Stropná doska nad 1. PP je navrhnutá ako bodovo podopretá, monolitická železobetónová, s hrúbkou 400 mm, s hlavicami s celkovou hrúbkou 500 až 700 mm v miestach najväčšieho namáhania v okolí stĺpov. Hrúbka hlavíc sa mení v závislosti od veľkosti zaťaženia od zemného násypu vegetačnej strechy. Stropná doska má viac výškových úrovní so šikmými časťami, t. j. so spádovaným horným a spodným povrchom.

V miestach najväčších výšok zemného násypu za SO B 003 Pavilón občianskej vybavenosti č. 2 je stropná doska odstupňovaná na zníženie objemu násypu. Pre nájazdové rampy podzemných garáží sa zrealizovala monolitická železobetónová doska s hrúbkou 250 mm.

Vrchná stavba

Objekt bytového domu pozostáva z 31 nadzemných podlaží s pôdorysmi v tvare elipsy, ktoré sa od prízemia plynulo rozširujú v priečnom a pozdĺžnom smere do stredu výšky budovy a následne sa až po strechu rovnako zužujú. Nosnú konštrukciu objektu tvorí monolitický železobetónový stenový nosný systém s mohutným jadrom v strede pôdorysu, na ktoré sa napájajú priečne železobetónové steny medzi bytmi.

Na 1. a 2. NP sú priečne steny vyšších podlaží podopierané stĺpmi. Stredové stužujúce jadro prechádza od základov súvislo až po najvyššie podlažie. Obvodové železobetónové steny sú v tvare hranatého polygónu, ktorý je vpísaný do tvaru elipsy.

Jadro pozostáva zo stien s hrúbkou 200 až 300 mm v závislosti od miery namáhania. Priečne nosné steny s hrúbkou 220 až 300 mm na 3. až 30. NP tvoria zároveň deliace steny medzi bytmi. Hrúbky a pevnostné triedy betónu stien jadra sú po výške odstupňované, t. j. hrúbka stien, ako aj pevnostná trieda betónu stien sa po výške postupne znižujú.

Na 3. NP je hrúbka týchto stien lokálne zväčšená na 500 mm z dôvodu spoľahlivého prenosu zaťaženia na stĺpy v parteri. Pri obvodových železobetónových stenách sa navrhujú hrúbky 220 až 250 mm, spolu s parapetmi okien vytvárajú samonosný rošt zavesený na koncoch priečnych stien medzi bytmi.

Priečne nosné steny sa od 25. po 30. NP postupne skracujú. Obvodové steny týchto podlaží ustupujú plynulo smerom dovnútra pôdorysu, čím vzniká lokálne veľké šmykové namáhanie stropných dosiek. Na 31. NP sa nachádza strojovňa vzduchotechniky. Obvodové steny podlažia sú preto plné železobetónové s hrúbkou 150 mm.

Stĺpy na 1. a 2. NP podopierajúce priečne železobetónové steny vyšších podlaží majú kruhový prierez s priemerom 900 mm. Stĺpy súvisle prechádzajú cez podzemné podlažia až po základy. Stropná doska nad 1. NP je bodovo podopretá, monolitická železobetónová, s hrúbkou 200 mm, s hlavicami s celkovou hrúbkou 340 až 400 mm v miestach najväčšieho namáhania v okolí stĺpov.

Stropná doska nad 2. NP s hrúbkou 250 mm je pod odvodovými stenami zosilnená pásovými nosníkmi s hrúbkou 390 mm, ktoré redukujú namáhanie stropných dosiek vyšších podlaží v miestach napojenia lodžií izolačnými prvkami.

Stropné dosky 2. až 31. NP sú navrhnuté ako obojsmerne nosné monolitické železobetónové, s hrúbkou 190 mm pri typických podlažiach (tzn. nad 4. až 26. NP) a 250 až 300 mm pri stropných doskách nad 2., 3., 27. až 31. NP.

Stropné dosky lodžií na typických podlažiach (nad 4. až 26. NP) sú navrhnuté s hrúbkou 160 mm, na zvyšných podlažiach sú navrhnuté s hrúbkou 200 mm. Stropná dos­ka balkónov nad 28. a 29. NP je navrhnutá s hrúbkou 200 mm s okrajovým nosníkom s hrúbkou 300 mm. Všetky lodžie a balkóny majú železobetónovú parapetnú stienku s hrúbkou 150 mm.

Dosky balkónov a lodžií sú na stropné dosky napojené pomocou izolačných prvkov na prerušenie tepelných mostov („isonosníkov“). Dosky lodžií tvoria neoddeliteľnú integrálnu súčasť stropných dosiek, pretože prispievajú k spolupôsobeniu stropných dosiek s obvodovými železobetónovými stenami zavesenými do priečnych ŽB stien.

Technológia výstavby

Na výstavbu oboch veží sa (v rámci každej veže) navrhli dva žeriavy. Sú založené na základových kotvách, pričom konštrukcie základov tvoria súčasť základových konštrukcií veží. Žeriavy bolo vzhľadom na ich výšku nevyhnutné niekoľkokrát kotviť do objektov veží. Najvyšší zo žeriavov, LIEBHERR 112 EC-H, dosahoval pri maximálnom vyšplhaní výšku úctyhodných 130,5 m pod hákom.

Ako voľne stojaci žeriav bez nutnosti kotvenia dosahoval rovnako úctyhodnú výšku – až 95,5 m pod hákom. Na optimálne využitie žeriavov pri objektoch veží boli nasadené ešte dva menšie žeriavy typu LIEBHERR 71 EC-B, ktoré poslúžili pri výstavbe častí podzemných garáží a neskôr sa využívali na zásobovanie stavby. Spolu tak bolo na stavbe nasadených šesť žeriavov.

Na zabezpečenie vertikálnej dopravy betónovej zmesi na miesto uloženia sa v prvej fáze výstavby využívali betonárske koše a mobilné čerpadlá betónu. Technológia transportu a ukladania betónu sa pri jednotlivých vežiach mierne odlišuje. Na veži B sa ako koncové zariadenie použil hydraulický výložník PUTZMEISTER MXR 32-4 T.

Po zrealizovaní stropu nad 3. NP bolo možné osadiť vežu výložníka. Tá sa osadila priamo na systémových rámoch na stropných doskách. Výložník bol umiestnený tak, aby jeho 32-metrové rameno obsiahlo celý pôdorys objektu realizovanej veže B.

Stúpačka transportného oceľového potrubia DN 125 viedla v schodiskovej šachte, kde sa využili priestupy na budúci rozvod požiarnej vody. Celková maximálna dĺžka transportného potrubia vrátane výložníka predstavovala 150 m, z toho viac ako 100 m tvorila zvislá vetva.

Samotné čerpanie bolo zabezpečené pomocou mobilného čerpadla PUTZMEISTER SANIMOB BSF 1409 S, ktoré muselo byť na potreby tejto stavby upravené tak, aby bolo možné zapojiť hydraulickú klapku. Na veži C sa ako koncové zariadenie využíva mechanický stacionárny výložník PUTZMEISTER RV 13. Pozícia stúpačky trans­portného potrubia, ako aj spôsob čerpania kopírujú technológiu použitú na veži B.

Pri oboch vežiach sa použilo systémové debnenie od spoločnosti DOKA. Na realizáciu základovej dosky a dojazdu jadra sa použilo debnenie Frami Xlife s výškou 0,9 až 1,5 m. Zvislé železobetónové konštrukcie aj s jadrom sa zhotovujú pomocou dvoch druhov veľkoplošného debnenia Framax Xlife a Framax Xlife plus.

Framax Xlife plus predstavuje inováciu rámového debnenia, prvýkrát nasadenú aj na stavbe na Slovensku. Inovácia spočíva v jednostranne ovládateľnej kotve. Využitie tejto vlastnosti, ako aj veľkorozmerových panelov 2,7 × 3,3 m prinieslo úsporu času pri debniacich a oddebňovacích prácach. Vďaka kónickému tvaru kotvy sa nevyžaduje spotrebný materiál, pričom tesnosť kotvy zaisťuje presný a tesný styk kotvy a lôžka.

Na stĺpové konštrukcie pravouhlých tvarov sa nasadili univerzálne panely rámového debnenia Framax Xlife. Na kruhové stĺpy s priemerom 900 mm sa nasadil kruhový stĺpový systém RS. Väčšina stropov sa realizuje pomocou stropného debnenia Dokaflex. Pri stropoch s väčšími výškami sa nasadil podperný systém Staxo 40.

Pri betonárskych prácach sa kladie mimoriadny dôraz na ošetrovanie betónu. Veľkú pozornosť si vyžadovali najmä masívne konštrukcie základových dosiek. Súčasťou požiadaviek projektu bolo priebežné sledovanie teploty tuhnúceho betónu základovej dosky po výške prierezu. Meranie vývinu tepla z hydratácie v základovej doske sa realizovalo na troch záberoch základovej dosky pod objektom B, a to na B4, B5 a B6.

Miesto osadenia sa určilo s ohľadom na požiadavku jednorozmerného tepelného toku medzi spodným a horným povrchom dosky. Týmto sa zaručilo zaznamenanie najväčších, a teda najnepriaznivejších teplotných gradientov (obr. 3).

Sledovanie teploty sa tak realizovalo v úrovni krytia výstuže pri hornom a spodnom povrchu a v štvrtinách výšky, teda po výške dosky v týchto vzdialenostiach od hornej hrany podkladového betónu:

• 100 mm: „spodný povrch“,
• 425 mm, 850 m: „jadro“,
• 1 275 mm, 1 600 mm: „horný povrch“.

Pôdorysne boli termočlánky osadené vo vzdialenosti približne 4 až 5 m od okrajov záberu. Termočlánky boli osadené na betonárskej výstuži. Typické podlažia veží sa realizujú v 12-dňovom takte, ktorý je nevyhnutné dodržiavať, aby bolo možné splniť zmluvný termín ukončenia a lehotu výstavby. Z toho vyplýva aj dôraz na technologickú disciplínu a kvalitnú organizáciu prác.

Vzhľadom na potrebu dodržiavať tento harmonogram s minimálnymi odchýlkami bude nevyhnutné pristúpiť v zime k zimným opatreniam. Jednou z priorít na každej stavbe je bezpochyby zabezpečenie BOZP. V tejto súvislosti sa na stavbe na Slovensku použil prvýkrát veterný štít Xclimb 60 od spoločnosti Doka (obr. 4), ktorý tvoril charakteristickú a neprehliadnuteľnú črtu objektov vo výstavbe.

Vďaka tomuto systému, ktorý bol nasadený od 5. NP, sú všetky stavebné práce na objekte bezpečné a pracovníci sú na výškovej budove lepšie chránení pred poveternostnými vplyvmi, ako aj proti ich prepadnutiu, resp. prepadnutiu predmetov.

Ochranný štít predstavuje hydraulický šplhajúci systém, ktorý vedie trvalo po stavebnom objekte, čo umožnilo jeho použitie nezávisle od žeriavov. Vysokú bezpečnosť na stavbe dopĺňali aj systémové schodiskové veže, teleskopické šachtové nosníky vo výťahových jadrách, ochranné obvodové siete a iné systémové bezpečnostné prvky.

Výnimočný projekt – výnimočné technológie

Centrum Bratislavy dostáva novú tvár v podobe ikonickej architektúry od svetoznámej architektky Zahy Hadid aj vďaka našej spoločnosti, ktorá realizuje nosný skelet dvoch z troch veží rezidenčného projektu SKY PARK. Výnimočnosť projektu podnietila nasadenie a využitie najnovších technológií v oblasti debniacich a šplhacích systémov, ako aj transportu čerstvého betónu.

Nasadenie moderných technológií spolu s profesionálnym riadením stavby našimi technikmi vedie k rýchlemu a spoľahlivému realizovaniu stavby, a to v zmluvných termínoch a pri dodržaní vysokej kvality diela.

Vratko Žilla je projektový manažér v spoločnosti
VHS-PS, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby 6/2018.