Zajištění stavební jámy "milánskou" metodou

24.06.2024

Novostavba v proluce domů v historické části pražského Karlína v ulici Křižíkova byla inženýrskou výzvou z hlediska provádění spodní stavby. Na projektu se podílel tým statiků společnosti STATIKON Solutions s.r.o. a Geotechnik SK s.r.o. Jako zhotovitel monolitické konstrukce byla přítomna společnost PRŮMSTAV a.s., zajištění stavební jámy realizovala firma SOLETANCHE Česká republika s.r.o.

 

 

 

 

Několik slov o projektu

 

Objekt půdorysných rozměrů cca 44x50m má celkem 12 podlaží, z čehož 3 podlaží jsou podzemní. Od 3.NP výše je objekt rozdělen na dva trakty (domy). Objekt je z důvodu blízkosti linky metra B ochráněn před technickou seizmicitou vodorovnou antivibrační spárou pod stropem 1.PP. Z ulice vede vjezdová rampa do podzemních garáží.

 

Objekt byl vystavěn ve velmi složitých podmínkách pro zakládání. Limitujícím byl zejména stísněný prostor stavební jámy s historickou zástavbou přímo na hranici objektu. Jáma objektu byla hluboká kolem 12m a nebylo možné provést záporové pažení. Z těchto důvodů se jáma pažila pomocí milánských stěn, stabilizovaných zemními kotvami. Tyto stěny zároveň tvoří trvalou konstrukci obvodových stěn suterénu samotného objektu. Zbytek spodní stavby je řešen jako bílá vana.

 

Před zahájením prací bylo nutné udělat důkladnou pasportizaci okolní zástavby a provádět průběžný monitoring, aby bylo možné prokázat/vyvrátit případný vliv výstavby na okolní objekty.

 

Technické výzvy projektu spodní stavby

 

  • návaznost milánských stěn na konstrukci monolitu
  • hydroizolace spodní stavby
  • doprava materiálu do a ven z jámy. Vše se realizovalo ze dna jámy v rámci konstrukce (betonářské věže, čerpací jímky, založení jeřábu)

  

Výhody milánských stěn z hlediska ZSJ

 

  • nenáročnost na pracovní prostor
  • pažení je již součástí finální konstrukce (trvalá statická funkce)
  • možnost hloubky provádění (až desítky metrů)
  • velmi vysoká tuhost stěn minimalizuje dopad na okolní zástavbu a její založení. Zejména vhodné v okolí historické zástavby.
  • vodotěsnost jako trvalá funkce
  • rychlost výstavby obecně
  • časově velmi krátký zábor území pro stavební jámu u staveb dopravní infrastruktury (hloubení tunelů tzv. modifikovanou milánskou metodou)

 

Nevýhody milánských stěn z hlediska ZSJ

 

  • drahá technologie s nároky na dodavatele
  • často nedostatečná vodotěsnost a nutnost sanací
  • návaznosti na vnitřní objekt, komplikovanost detailů
  • veliká geometrická nepřesnost při provádění, což má dopad na tvar všech navazujících konstrukcí, příp. i na užitnou plochu přilehlých místností, které tímto mohou být znehodnoceny, což se v tomto případě stalo
  • potřeba frézování celého povrchu ze strany interiéru
  • riziko znehodnocení základové spáry pojezdem těžké mechanizace
  • nutnost přípravy vodících zídek, předvýkopu a jeho pažení

 

Komentář autora

 

Rozhodnutí o využití metody speciálního zakládání formou podzemních stěn - tzv. milánské metody musí předcházet důkladná rozvaha, která vezme v potaz hydrogeologické poměry staveniště, blízké okolí a charakter vlastní stavby.  Je třeba myslet na to, že u milánské stěny je komplikované zajistit stálost suchosti vnitřního prostředí, kterého lze jinak snadno dosáhnout monolitem bílé vany.

 

V historickém centru Prahy, kde je pravidelně problém s navazující historickou zástavbou, podzemní vodou a geologickou přítomností poměrně měkké jílovité břidlice v různé úrovni zvětrání (lze snadno těžit drapákem), bývá tato technologie dobrou volbou pro podzemní garáže a jiné nebytové prostory, též pro podzemní stavby dopravní infrastruktury atd.

 

 

Výsledné řešení ZSJ s pomocí milánských stěn

 

Půdorys skutečného provedení ZSJ

 

ZSJ se řešilo ve dvou etapách. Etapa I obsahovala pažení předvýkopu s dočasnými záporami a zemními kotvami a též nutné podchycení mělkých základových pasů sousedního domu pomocí tryskové injektáže. Etapa II navazovala jako hlavní část realizací milánských stěn.

 

Z půdorysu vidíme, že rozsah pažení milánskou stěnou je vymezen po třech stranách. Na východní straně stojí stávající objekt budovy Corso Karlín, který má stejnou hloubku založení, nebylo tudíž nutné zde řešit pažení. Zemní kotvy podzemních stěn jsou navrženy převážně ve dvou výškových úrovních v rozteči 2-3m. Funkce kotev je dočasná. Šířka stěn je 600mm a hloubka cca 16m.

 

Výsledné řešení návaznosti milánských stěn na monolit

 

Objekt je založen plošně na desce ve složitých základových podmínkách dle 3. geotechnické kategorie. Horní vrstvy podloží jsou tvořené jílovitými a písčitými sedimenty se snadnou propustností pro podzemní vodu. Základová spára je zahloubena do zvětralých břidlic Pražské kotliny. Návaznost milánských stěn na bílou vanu bylo třeba řešit v úrovni obvodové stěny a základové desky. Tato místa bylo třeba řešit s důrazem na vodonepropustnost. Dále pak návaznosti stropů na obvodovou stěnu.

 

Základová deska je do milánské stěny kotvena dvojicí prutů Ø25/450 ve dvou vyfrézovaných drážkách výšky 200 resp. 150mm a hloubky 60mm. Jen tímto opatřením se podařilo zdvojnásobit délku spáry, kterou voda musí obtékat, aby se dostala do interiéru. Zároveň tato cesta není přímá. Spolu s izolačními materiály jde o vysoce funkční řešení. Drážky pro základovou desku jsou izolovány proti vodě krystalizačním nátěrem a bentonitovými pásky. Třetí prvek těsnění je fabion z bentonitové pasty PARAMASTIC ve vnějším kontaktu stěna/ZD. Zmonolitnění drážek zároveň zvyšuje smykovou únosnost detailu.

 

Kvůli provádění drážek bylo nutné vyžádat u dodavatele navýšení krycí vrstvy pro provádění podzemních stěn na 80mm.

 

 

 

Navržená křížem kotvená výztuž efektivně vzdoruje namáháním v obou směrech a zvedá smykovou únosnost desky. Ve směru dolů je uvažováno se vzdorováním svislému pohybu od stlačení podloží, kdy podzemní stěny jsou uvažovány jako tuhé podpory, zatímco u plošně založené desky se připouští mírné sednutí několik milimetrů. Směrem vzhůru deska vzdoruje vztlaku vody. Ustálená hladina spodní vody je v tomto případě 7m nad základovou spárou. Při stoleté vodě může dosahovat vztlak 1,5bar, pokud nedojde k řízenému zatopení prostoru podzemních garáží.

 

Stropní desky jsou navrženy jen s jednou drážkou na výšku desky a s kotvením navrtávanou výztuží při horním a dolním líci. Ve stěnách 1.PP je přechodová oblast obvodové stěny mezi milánskou stěnou a monolitickou bílou vanou. Do vodorovné spáry se vkládá bentonitový pásek a výztuž je propojena navrtáním trnů ve dvou řadách Ø20/300

 

Napojení obvodové stěny na milánskou

  

  

Detail napojení ZD na milánskou stěnu

  

Komentář stavbyvedoucího (Jakub Teplý – PRŮMSTAV, a.s.)

  

Realizace tohoto typu spodní stavby byla velikým zpestřením od standardních bílých van. Na jednu stranu by se mohlo zdát, že absence obvodových stěn ze železobetonu by mohla výstavbu zjednodušit a urychlit, nicméně vymyslet správnou souslednost prací při navrtávání výztuže stropů do milánských stěn a vše ještě efektivně zorganizovat nebylo vůbec snadné.

 

Krom nerovnosti povrchu stěny při bednění nás místy trápila i netěsnost milánských stěn při jejich navrtávání. Samostatnou kapitolou byl velmi náročný přechodový strop 1.PP s vibroizolační konstrukcí, kde jsme do obvodových stěn museli vetknout masivní průvlaky, na kterých byly izolace umístěny. Vše jsme si pro lepší orientaci nechali zpracovat do 3D modelu a v posíleném teamu tesařů dali úspěšně dohromady.

 

Řešené problémy při realizaci spodní stavby

 

  • Milánské stěny se nepodařilo realizovat v původně plánovaném rozsahu

 

V severovýchodním rohu v napojení na stávající objekt CORSO se při provádění podzemní stěny narazilo na pevnou překážku (pravděpodobně TI z provádění sousední stavby). Dvě krajní lamely se nepodařilo osadit. Celý roh se proto vyspravil tryskovou injektáží a jáma se v tomto místě musela rozepřít ocelovými rozpěry, což následně komplikovalo provádění monolitu.

  

  • Průsaky milánských stěn

 

Při realizaci se potvrdila negativní očekávání ohledně vodotěsnosti. Průsaky se opakovaně vyskytovaly v návaznosti lamel, v návaznosti milánské stěny na tryskovou injektáž a kolem zemních kotev.  Problémová místa se musela injektovat opakovaně prakticky po celou dobu výstavby.

  

Ukázka průsaků milánské stěny

 

  • Nedodržení krycí vrstvy milánských stěn

 

Na jižní straně se v krátkém úseku stalo, že krycí vrstva podzemní stěny byla tenká nebo chyběla úplně a rastr výztuže stěny se propisoval do interiéru. Nejenže drážky pro napojení v těchto místech nešly vůbec provést, ale krycí vrstva se musela ještě sanovat z důvodu budoucího postupu koroze výztuže.

   

  

  • Netěsnění dna výtahových šachet, průsaky pracovních spar

Systém odhlučnění výtahové šachty na objektu RODBO (Dva domy) byl navržen jako šachta v šachtě s vibroizolačním ložiskem mezi vnitřní a vnější šachtou. Dojezdy výtahů bývají z hlediska průsaků problémovým místem opakovaně. Problém se objevil i zde. Věc se podařilo vyřešit aplikací injektážních pakrů. Jelikož obava dodavatele vibroizolací z možných budoucích průsaků přetrvávala a tento požadoval dokonale suché prostředí, došlo k úpravě projektu. Dojezd výtahové šachty se vybetonoval natvrdo do prohlubně základové desky a vibroizolační řez se provedl v rámci spáry vnitřní stěny výtahu. Dno vnitřní šachty se nově provedlo jako bílá vana s technologií betonu Permacrete.

  

Úprava dna dojezdu výtahu

  

Závěr

 

V projektu a následné realizaci se potvrdilo, že ve specifických případech má zajištění stavební jámy pomocí speciálního zakládání milánskou metodou své opodstatnění a výhody použití této technologie převažují nad nevýhodami. Při podobné realizaci je třeba vždy dopředu počítat s průsaky vody skrz konstrukci milánských stěn a následnou injektáží, stejně jako geometrickou nepřesností při provádění a s tím spojenými vícenáklady.

   

Komentář autora

 

Kámen úrazu v netěsnosti milánské stěny zpravidla bývá spára mezi lamelami. Někteří dodavatelé proto aplikují do spáry mezi lamely těsnící pásy, což ale nebyl případ tohoto projektu. Na druhou stranu ani použití těsnících pásů u této technologie nezaručí vodotěsnost, protože vzhledem k charakteru konstrukce a provádění dochází velice často k jejich porušení už při ukládce armokošů stěny. Injektuje se potom tak jako tak, jen v menším rozsahu. Zde to již záleží na každém zhotoviteli a jeho předchozí zkušenosti, jak k tomu přistoupí a jakou cestou se k „vodotěsnosti“ nakonec dopracuje.

 

Komplikací bývá – a bylo to tak i v tomto případě – přítomnost dvou zhotovitelů, kdy každý si ručí za jinou část. U přítoků vody do objektu je často komplikované zjistit kudy přesně se voda dovnitř dostává a je to pak věčné téma. Za projektanta chci jen potvrdit správnost navržených detailů napojení na milánskou stěnu s vysokou účinností těsnění. Naopak u části konstrukce, kde drážky nešlo vyfrézovat, se projevily přítoky vody skrz spáru, která se později rovněž dodatečně injektovala pakry.

 

 

Autor případové studie:

Ing. Martin Enderla

Statik ve společnosti STATIKON Solutions, s.r.o.

 

 

Central Group Origon JRD Mimosa RAZ23 unit architekti A8000 Space8 SYNC J+PA IBA Ridera EKOSPOL MEPRO stopro PRŮMSTAV QUADRA