GEOSOND SA Konsolidácia zjazdoviek pre bezpečnosť dopravných tepien v horskej oblasti
Príspevok predstavuje technické riešenia spevnenia a ochrany vysokých svahov, ako aj spevnenia cestných násypov. Ako prípadová štúdia sú konsolidačné práce prezentované na DN 10, pred akumuláciou Siriu, medzi km 84 + 500 a 84 + 600, kde skala oddelená od svahu pokrývala cestnú plošinu, ale zrútené skalné bloky spôsobili jej prasknutia. Ochranné práce sa vykonávali kotveným pletivom a kotvami, na spevnenie svahu. Použitý bezpečnostný systém pozostával z drôteného pletiva vyrobeného z vysokopevnostných ocelí, ktoré sa špeciálne používa na stabilizáciu strmých svahov degradovanej horniny alebo horniny, ktoré predstavujú nebezpečenstvo pošmyknutia, odtrhnutia, zrútenia.
Práce boli vykonávané špecializovanými vŕtacími zariadeniami pre najvyššiu pracovnú plochu pomocou inštalácie pripevnenej priamo na svahu, pričom závesné a polohovacie manévre sa na mieste vykonávali pomocou žeriavu. Uvádzajú sa ťažkosti, ktoré sa vyskytli pri vykonávaní prác, a spôsob ich riešenia, ako aj spôsob ich vykonania, použité materiály a vybavenie potrebné na vykonanie prác.
Fragmentácia reliéfu, hydrografická sieť a masívne charakteristiky Karpát neboli zriedkavé, výzvy pri výstavbe cestných a železničných dopravných koridorov, najmä v oblasti Južných Karpát, pretínajúce vyššie rieky (Olt) alebo depresia (Rucar- Bran). Tri európske cesty (E60, E68 a E574) a tri štátne cesty (DN1A, DN10 a DN73A) vedú radiálne od stredu krajiny do všetkých smerov, pričom Brašov je najväčší medzikarpatský cestný uzol.
Na začiatku realizácie tohto druhu prác boli v rozsahu prijatých riešení nosné steny, drenáže a ochrana svahov. Po čase boli oporné múry nahradené pilierovými klenbami, kesónovými a stĺpovými výstužami, prefabrikovanými pilótami, vyvŕtanými stĺpmi, vyvŕtanými mikropilotami, injektovanými mikropilotami a kotviacimi systémami, stabilizovanými zemnými stĺpmi, prefabrikovanými opornými múrmi a gabionmi, to všetko sprevádzajú odtoky. Na ochranu a spevnenie svahov sa objavili siete zo striekaného betónu, s úlohou ochrany skalných, degradovateľných svahov alebo na spevnenie nestabilných skalných svahov, kotvené siete s úlohou ochrany bezpečnosti premávky alebo bezpečnosti práce pri realizácii, prefabrikované priestorové prvky s možnosťou zatrávnenia a pozemky vystužené geosyntetickými materiálmi.
Vývoj v oblasti stavebníctva v posledných rokoch, ako aj vývoj špecifických technologických zariadení umožnili vznik a aplikáciu nových/moderných technológií a materiálov, ktoré je možné úspešne použiť na budovanie, údržbu a rozvoj modernej dopravnej infraštruktúry a systémov. V tejto súvislosti sú v nasledujúcej časti uvedené konsolidačné práce v rámci dvoch projektov realizovaných na DN10, respektíve DN7C.
Obnova vozovky a spevnenie svahu na DN10, km 84 + 500 - km 84 + 600
- Príjemca CNADNR SA - DRDP Bukurešť;
- Dizajnér EXPERT PROIECT 2002 SRL Bukurešť;
- Podnikateľ CONFERIC SRL Buzau;
- Špecializovaný subdodávateľ GEOSOND SA Bukurešť.
Spevnenie svahu funguje na DN10, 84 km pred akumuláciou Siriu
Charakteristické údaje
Štátna cesta 10 spája mestá kraja Buzau a Brašov; umiestnenie študovanej oblasti cesty DN10 je v župe Buzau, proti prúdu od akumulácie Siriu. V posledných rokoch, a najmä od roku 2005, sa na svahoch rieky Buzau v oblasti akumulačného jazera zvýrazňujú javy nestability, ktoré sú často tvorené zrúteniami hornín súvisiacimi so všeobecným rozvrstvením svahu.
Z geologického hľadiska je poloha ohraničená vonkajšou oblasťou flyšu a zodpovedá plátnu Tarcau (pieskovec Tarcau - hrubý pieskovec s interkaláciami zotrvačníka z hliny a pieskovca so striedavými balíčkami ílov, slín a tenkých vápencových pieskovcov). Z tektonického hľadiska je poloha cesty ovplyvnená dôležitou poruchou (zlom Monteoru) proti prúdu od priehrady Siriu, priečnou cez údolie, ktorá spôsobuje ďalšie dve poruchy: zlom Siriu - pozdĺž údolia a zlom Casoca pod priehradou, priečne na údolie, sprevádzané stúpajúcimi sírnymi prameňmi, ktoré prerušujú kontinuitu vrstiev.
V oblasti km 84 + 500 - km 84 + 600 má svah silnú tektonizáciu, kolísanie sklonu a smer vrstiev sú veľmi veľké. Kolaps objemu cca. 3 000 m3 blokov s veľkosťou do 250 ton/kus pokrylo cestnú plošinu a náraz, ktorý spôsobili skalné bloky na telese cesty, spôsobil jeho prasknutie. (obr. 1).
Aplikované riešenia
Sceľovacie a ochranné práce spočívali v ochrane násypov a násypov kotveným pletivom a v obnove znehodnoteného úseku oporného múru.
Riešenie aplikované v oblasti nadväzujúcich ciest je uvedené v obrázok 3.
Sieťový systém SPIDER
Na ochranu svahu boli aplikované nové bezpečnostné systémy z drôteného pletiva z vysokopevnostných ocelí, slúžiace na stabilizáciu strmých svahov degradovanej horniny alebo horniny, ktoré predstavujú nebezpečenstvo pošmyknutia, odtrhnutia, zrútenia.
Upevňovacie kotvy pre siete; kotvenie betónového nosníka
Na upevnenie sietí a ukotvenie betónového nosníka (aktívne a pasívne kotvy) bol použitý samovrtný systém/technológia Ischebeck® TITAN.
Kotevné tyče Ischebeck® Titan sú vyrobené z vysoko titánovej legovanej ocele a majú vynikajúce fyzikálne a mechanické vlastnosti a zvýšenú odolnosť proti korózii. Systém sa skladá z profilovaných tyčí/tyčí a vnútorného vstrekovacieho kanála, poteru s umývacími otvormi, stredov, spojovacích zátok, dosiek a upevňovacích matíc. Tyče majú vynikajúce vlastnosti v porovnaní s plnou tyčou na rovnakom povrchu prierezu, majú odolnosť voči vyšším ohybovým momentom a vysokému treniu. Výhodou použitia tyčí Ischebeck® Titan je ich profilovaná stopa; špeciálny tvar, zvonka profilovaný, poskytuje v porovnaní s inými typmi výstuže vysokú priľnavosť k injektovanému materiálu (cementová suspenzia). Cementová suspenzia po vyzretí prenáša zaťaženie z nosného prvku na zem a dosahuje dobrú antikoróznu ochranu.
Princíp technológie/metódy spočíva v priamom vŕtaní v teréne (aj v horninách) s použitím nosného prvku/výstuže cementovej suspenzie súčasne so vstrekovaním cez jej kanál. Udržanie stability vyvŕtaného otvoru je zaistené pomocou zavesenia a poteru zostáva vo vŕtaní; následne sa vykoná skutočné vstrekovanie kotiev. Takto vyrobená zostava je ponechaná v zemi ako výstužný prvok, odolný proti stlačeniu, napätiu, šmykovým silám a treniu.
V porovnaní s klasickou/obvyklou technológiou (bez vstrekovania, s výstužným puzdrom alebo so vstrekovaním, s použitím špecifických zariadení) určuje použitie tejto technológie nasledujúce výhody: nie je vykopaná vopred, aby sa do nej mohla vložiť výstuž; vŕtanie nevyžaduje potrubie (udržiavanie stability stien vrtu sa vykonáva pomocou cementovej suspenzie); rýchla inštalácia vrátane vstrekovania a skrátenia času vykonania.
Vykonanie prác
Ochranné práce boli vykonané s ukotvenou sieťou na ploche cca. 4 750 m2, na upevnenie sietí je nevyhnutne potrebných 3 800 ml kotiev. Použité ukotvené siete boli namontované v priemernej výške cca. 30 m, maximálna montážna výška je 49 m.
Petra kotviacim betónový nosník bolo vyrobených 436 ml kotiev. Doba realizácie týchto prác bola 2 mesiace, v podmienkach obmedzenia premávky v jednom jazdnom pruhu.
Špecifické stroje a zariadenia
Aby bolo možné dosiahnuť a splniť požiadavky stanovené v projekte, boli použité špeciálne vrtné súpravy (vybavené rotačnou príklepovou hlavicou), doplnené miešačmi a vstrekovacími čerpadlami s premenlivým prietokom a pracovnými tlakmi 10 - 30 barov.
Stroje a zariadenia boli vybrané a dimenzované tak, aby zabezpečili priemer, dĺžku, sklon vrtov a výšku vykonania prác uvedených v projekte s ohľadom na technológiu vykonania. (obr. 4).
Pre najvyšší pracovný priestor sa použila inštalácia, ktorá je pripevnená priamo na svah, pričom závesné a polohovacie manévre na mieste sa vykonávali pomocou žeriavu s teleskopickým ramenom. (obr. 5).
obtiažnosť
Problémy, ktoré sa vyskytli počas vykonávania prác, boli:
- vykonávanie prác pred základnými, vyčistením a odstránením skalných blokov ovplyvnených nestabilitou na svahu. Práce boli vykonávané veľmi opatrne, pri dodržaní noriem bezpečnosti práce platných v týchto podmienkach;
- fyzická príprava personálu na vykonávanie práce vo výškach, zaistená lanami a bezpečnostnými pásmi; dohľad nad personálom sa uskutočňoval trvale, aby sa zabránilo všetkým súvislostiam, ktoré by mohli viesť k situácii, ktorá by ohrozila zdravie alebo život personálu;
- použitie zariadení umožňujúcich ich upevnenie a ukotvenie na strmých a skalnatých svahoch. Polohovacie manévre na miestach sa vykonávali pomocou žeriavu; pre určité miesta upevňovacích kotiev sa v strmých oblastiach používala vrtná súprava, ktorú je možné pripevniť na svah.
Obnova cesty a lávky na DN7c, km 64 + 380, vľavo
- Príjemca CNADNR SA - DRDP Bukurešť;
- Dizajnér MODUL PROIECT SA Alexandria;
- Podnikateľ SC RMR ARGES SRL Curtea de Arges;
- Špecializovaný subdodávateľ GEOSOND SA Bukurešť.
Práce na konsolidácii vozovky - núdzové prevedenie
Charakteristické údaje
Miesto štúdie sa nachádza v oblasti obce Arefu v obci Arefu v okrese Arges na križovatke s lesnou cestou. Fenomén nestability, ktorý ovplyvnil štátnu cestu, nastal hlavne kvôli zlému odtoku povrchovej vody, ktorá sa vyliala cez cestu, ktorá spustošila povodeň, kde bol založený oporný múr. Ďalšie priaznivé príčiny pochádzali z povrchového založenia oporného múru, zo zvýrazneného svahu svahu a neusporiadania križovatky medzi lesnou cestou a štátnou cestou. Zrútenie časti existujúceho oporného múru spôsobilo pretrhnutie cestného telesa na dĺžke cca. 10,00 m, ovplyvňujúca aj lávku, a jaskyňu s priemerom cca. 2,00 m.
Aplikované riešenia
Z dôvodu obnovenia celistvosti cestnej plošiny a bezpečnosti prevádzky vozovky pozostávali sanačné riešenia z konsolidačných prác, obnovy vozovky a odvodu vody.
Konsolidačné práce pozostávali z:
- realizácia mikropilót na vonkajších koncoch pretrhnutia cesty za účelom spevnenia pozemku pod základom existujúceho múru;
- injektované, vertikálne a naklonené mikropilóty na spevnenie skalnatého podkladu pod cestnou plošinou.
Vykonanie prác
Na vykonanie konsolidačných prác bol použitý samovrtný systém/technológia Ischebeck® TITAN, pričom technické charakteristiky materiálov a vykonávanie prác sú uvedené v kapitole 2.3.2. predchádzajúce.
V počiatočnom štádiu bolo na rýchle zastavenie fenoménu nestability použité v oblasti osi cesty a na vonkajších koncoch pretrhnutia vrtná súprava BOART Longyear Delta Base 100, ktorá je schopná s vysokou produktivitou vyrábať mikropilóty rôznych hĺbok a sklonov.
V nasledujúcej etape boli vykonané mikropilóty z oblasti podpornej steny, podmienky prístupu a manévre z miesta, ako aj bezpečnostné, ktoré určili potrebu použitia vŕtacieho zariadenia namontovaného na ramene bagra.
Bolo vykonaných 1 663 ml mikropilót pilotovaných samovrtnými tyčami 30 × 11, 40 × 16 a 52 × 26, z toho 345 ml naklonených a 1318 ml zvislých.
Trvanie realizácie uvedených konsolidačných prác bolo iba 22 dní vrátane mobilizácie/demobilizácie, celkové trvanie prác v rámci projektu bolo 40 dní. Práce sa uskutočnili s obmedzením premávky v jednom jazdnom pruhu.
Ťažkosti, ktoré sa vyskytli počas prác, boli: usporiadanie pracovnej plošiny pre zásahové stroje a zariadenia v oblasti šmyku (na zaistenie stability bola plošina ukotvená na gabionoch) a relatívne malý manévrovací priestor v oblasti výkopu, cca. Hĺbka 3 m (bolo použité rýpadlo).
Prezentované príklady zdôrazňujú význam realizačnej fázy založenej na najnovších technológiách, ktorá zaisťuje zvýšenú produktivitu, najmä v prípadoch, keď majú práce charakter zásahu vyžadovaného štrukturálnymi poškodeniami a zosuvmi, ktoré sa vyskytujú a vyvíjajú veľmi rýchlo.
Vo fáze projektovania by bolo žiaduce pri týchto prácach viac zohľadniť tento aspekt, ale často poskytované technické riešenia zahŕňajú prvky, na realizáciu ktorých je potrebné veľké množstvo zdrojov a času (piloti, stĺpy, rôzne typy nosných prvkov) alebo riešenia nie sú na mieste realizovateľné z dôvodu veľkosti a prístupových možností vybavenia potrebného v pracovnej oblasti.
BIBLIOGRAFIA
autori:
Eng. Petre Uta,
Eng. Vasile Mareš,
Eng. Raluca Pascalau - GEOSOND SA
GEOSOND SA je dynamická spoločnosť prispôsobená požiadavkám moderného trhu, ktorej prednosťou je viac ako 24 rokov skúseností v oblasti špeciálnych stavieb a geotechnického inžinierstva.