Pohled na zemní konstrukci systému Macres® tvořící opěrnou zeď.
Vyztužené zemní konstrukce s lícními betonovými panely mají nesmírné výhody při budování opěrných konstrukcí a mostních objektů. Příspěvek se zaměřuje na použití těchto systémů na vybraných stavbách v České republice. Rovněž se zaměřuje na popis hlavních komponentů, návrhových postupů a jejich výhod v porovnání s tradičními železobetonovými konstrukcemi.
Úvod
Vyztužené zemní konstrukce s betonovými panely v líci spolu s drátokamennými koši v líci představují dva základní typy bezúdržbových vyztužených zemních konstrukcí z hlediska jejich provozu. V posledních letech jsou velmi často používány především v dopravním stavitelství, protože mají řadu výhod nejen pro zhotovitele, ale také pro objednatele staveb. Tento příspěvek popisuje vyztužené zemní konstrukce s lícními betonovými panely jako alternativu ke standardním opěrným zdem, které byly nebo právě jsou realizovány v posledních letech v České republice. Podrobněji se zaměřuje na jejich použití u mostních konstrukcí nebo jako součást silničního tělesa dálnic, u kterých byla potřeba respektovat především trvalé zábory a kde z důvodu ekonomické hospodárnosti a časové efektivnosti výstavby nebylo možné realizovat tradiční železobetonové konstrukce. Článek je zaměřen zejména na systém MacRes®, z něhož byla budována opěrná zeď včetně napřímo založených úložných prahů opěr mostu na stavbě D1 Brno centrum – Brno jih.
Popis systému MacRes® a jeho výhody
Jako hlavní systém vyztužených zemních konstrukcí je použit systém Macres®. Jedná se o poměrně známý systém používaný v Evropě a ve zbytku světa při výstavbě opěrných zdí, násypů, mostních opěr a mostních křídel v dopravní infrastruktuře. Systém Macres® je tvořen subtilními betonovými lícními prefabrikáty tloušťky 14 cm v kombinaci s výztužnými geopásy ParaWeb® a vhodnou zásypovou zeminou, což představuje významnou výhodu z hlediska nákladové a časové efektivnosti. Ze statického hlediska se jedná o konstrukci, která se aktivně podílí na přenosu dopravního zatížení. Spojení geopásů s lícními panely zabezpečuje polymerní úchyt ParaLoop® kruhového tvaru, jenž je vložen do formy a zabetonován do panelu.
Kromě finanční úspory a vhodného statického působení systém Macres® poskytuje i estetickou alternativu k tradičním opěrným a gravitačním konstrukcím, zejména úhlovým železobetonovým konstrukcím, a představuje vhodnou technologii pro budování vysokých zemních konstrukcí pro svou flexibilitu. Rozmach používání vyztužených zemních konstrukcí v dopravním stavitelství v současnosti souvisí s rozvojem výroby geosyntetických výztužných prvků v kombinaci s různými typy lícového opevnění.
Další výhodou dané technologie je skutečnost, že v souběhu s budováním konstrukce je budován přilehlý násyp silničního tělesa a není tak nutné čekat na dobudování celé konstrukce, což přináší značné časové úspory.
V neposlední řadě je výhodou systému Macres®, jako i jiných vyztužených zemních konstrukcí, v porovnání se standardními železobetonovými konstrukcemi, že dochází k produkci nižších emisí CO2, na čemž se podílí vícero faktorů. Mezi ně zejména patří použití lokální zeminy, omezení používání kameniva a cementu na výrobu betonu, použití lehké geosyntetiky, které redukují dopad na životní prostředí.
V dalších kapitolách jsou popsány konkrétní řešení a použití na dvou stavbách v České republice za uplynulých 13 měsíců.
Dálnice D1 Brno centrum – Brno jih, stavba 01191.C (uvedeno do provozu 04/2025)
Soubor staveb tvoří úsek dálnice od Kývalky po Holubice délky 30 kilometrů, který je rozdělen do sedmi staveb, jež na sebe navzájem navazují, s výjimkou připojení Černovické terasy.
Stavba 01191.C představuje rozšíření úseku dálnice D1 z let 1976 a 1978 ze čtyřpruhové kategorie D 26,5/120 na šestipruhovou návrhovou kategorii D 34,5/130 se středním dělicím pásem šířky čtyři metry z důvodu homogenizace kategorie s navazujícími úseky. Rozšíření využilo původní těleso dálnice D1, osa rozšířeného tělesa kopíruje osu původní dálnice D1. V úseku mezi křižovatkami Brno centrum a Brno jih bylo provedeno rozšíření na kategorii D 34,5/130. Přestavba obou mimoúrovňových křižovatek Brno centrum a Brno jih je součástí navazujících staveb, a to konkrétně přestavba MÚK Brno jih bude provedena v rámci stavby 01191. A přestavba MÚK Brno centrum bude provedena v rámci stavby 01191.B. [4]
SO 250 Opěrná zeď podél areálu MATA
Konstrukce opěrné zdi je projekčně rozdělena na tři části:
- Část A … opěrná zeď podél svahu silničního tělesa
v délce 38,6 m (líc zdi). - Část B … opěrná zeď podél krajnice kolektoru
v délce 71,0 m (68,2 m líc zdi). - Část C … kolmé zakončení zdi napříč vozovky kolektoru
v délce 12,5 m (dočasná funkce).
Konstrukce opěrné zdi je vytvořena z vertikálních betonových lícních prefabrikátů typického rozměru 1,5 × 1,5 × 0,14 m s horizontálně uloženými výztužnými geopásy. Betonové prefabrikáty jsou uloženy na podkladním betonovém pásu. V horní části zdi podél kolektoru (část B) je navržena železobetonová roznášecí deska s římsou, která má především stabilizační funkci pro přenesení zatížení od protihlukové stěny výšky cca 5,5 m – objekt SO 762. Opěrná zeď je půdorysně zalomená. Rozvinutá délka zdi v líci je 38,6 m (část A), 68,2 m (část B), celkem 106,8 m. Délka kolmého zakončení části C je 12,5 m. Roznášecí deska části B začíná 2,8 m před půdorysným zalomením zdi částí A/B. Výškově zeď navazuje na přilehlý svah zemního tělesa D1, výška lícních panelů v líci zdi je 0,70 m až 6,92 m (část A), 6,92 m až 6,63 m (část B), 6,63 m (část C). Výška roznášecí desky části B v líci zdi je 0,80 m. Zeď podél svahu (část A) je v horní části ukončena železobetonovou římsou, na které je osazeno kompozitní zábradlí s vodorovnou výplní. Na vnějším okraji roznášecí desky (část B) je římsa, na níž bude osazena protihluková stěna SO 762. Kolmé zakončení zdi – část C má dočasný charakter, po vybudování navazující stavby bude zeď pod vozovkou zasypána.
SO 253 Opěrná zeď u mostu D1-234 vpravo
Konstrukce opěrné zdi je vytvořena z vertikálních betonových lícních prefabrikátů typického rozměru 1,5 × 1,5 × 0,14 m s horizontálně uloženými výztužnými geopásy. Betonové prefabrikáty jsou uloženy na podkladním betonovém pásu. Část zdi přilehlá k mostnímu křídlu je založená na základu křídla SO 202. Tato část zdi včetně římsy je oddělena dilatační spárou. Opěrná zeď je půdorysně zalomená. Rozvinutá délka zdi v líci je 32,312 m. Výškově zeď navazuje na přilehlý svah zemního tělesa D1, výška v líci zdi je 4,39 až 2,23 m (výška panelů). Zeď je v horní části ukončena železobetonovou římsou s lícním římsovým prefabrikátem firmy MCE. V monolitické části zdi je osazeno kompozitní zábradlí s vodorovnou výplní. Na rubu zdi podél římsy je odvodňovací žlábek zaústěný do skluzu, který zajistí odvedení povrchové vody z přilehlého zemního tělesa. Odtud je voda svedena do vsakovacího příkopu SO 101 v patě svahu D1.
Závěr
Spotřeba umělých materiálů vyztužené zemní konstrukce Macres® potřebných pro realizaci (beton, betonářská výztuž, bednění, geosyntetika...) je v porovnání se standardními gravitačními nebo úhlovými zdmi minimální, s čímž může být spojena i finanční úspora realizované konstrukce.
Na rozdíl od standardních konstrukcí, kde je nutno provádět mokré procesy, se tento typ konstrukce může budovat v podstatě celoročně i při nižších teplotách nebo při horším počasí, jelikož se jedná o montovanou konstrukci.
Z dosavadních zkušeností s výstavbou jednotlivých stavebních objektů činí denní produktivita přibližně 50 m2 pohledové plochy při postupném budování konstrukce jednou pracovní skupinou osmi pracovníků. V případě realizace srovnatelné plochy u standardních opěrných konstrukcí by bylo potřebné nasadit minimálně další dvě pracovní skupiny s kompletním technologickým vybavením (stroje, bednění apod.).
V neposlední řadě tyto konstrukce zpravidla nevyžadují hlubinné založení, z čehož vyplývá další značná časová úspora v procesech hloubení základů a následně i ekonomická úspora.
Ve smyslu publikovaných realizací je evidentní, že prostor pro inovace ať už v samotných projektech, nebo i procesu výstavby existuje, a v poslední době se tyto i ve větší míře uplatňují. Společnost MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o. se od svého vzniku úzce profiluje jako strategický partner, který je nositelem a výrobcem materiálů spolu se silnou technickou podporou během celého procesu přípravy i výstavby inženýrského díla.
Autor: Ing. Martin Hanuštiak, Ing. Martin Staš,
MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.
Reference:
- Interní dokumentace společnosti MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.
- Link Projekt s.r.o.: 08/2024 SO250
- Link Projekt s.r.o.: RDS 06/2024 SO253
- Informační leták stavby ŘSD
