World Trade Center – následky teroristického útoku na newyorská dvojčata musí řešit také geotechnici

Teroristé nezničili při útoku na WTC pouze viditelnou část nejvyšších budov New Yorku, ale zřícením věží došlo k i destrukci jeho podzemí. Odpověď na otázku, s jakými úkoly se při odstraňování ruin WTC potýkají geotechnici, přináší tento článek.

Jenže WTC netvořily jen dvě vysoké věže tyčící se nad Manhattanem do výšky přes 400 metrů, ale také sedm podzemních pater o hloubce 21 m. O stabilizaci masivních základů WTC nyní usilují geotechničtí inženýři. Tým geotechniků a stavebních inženýrů se obává, že by spěšné odstranění sutě při záchranných pracích mohlo vést k destrukci podzemní stěny, která suterénní prostory obepíná. To by mohlo následně způsobit další destabilizaci okolních staveb západně od staveniště WTC, stojících na navážkách, které byly při teroristickém útoku rovněž poškozeny. Porušení podzemní stěny by umožnilo proniknout vodě z řeky Hudson do podzákladí těchto staveb a jejich podmáčení by pak pravděpodobně výrazně zdrželo odklízecí práce a zhoršilo již vzniklá poškození. Odborníci mají zároveň obavy, že by se zatopení suterénních prostor mohlo dále rozšířit do navazujících částí tunelů metra, a proto plánují, pokud to bude nezbytné, utěsnit příslušné tunelové sekce masivními betonovými zátkami.

Tým odborníků vedený pracovníky newyorské geotechnické konzultační společnosti Mueser Rutledge Consulting Engineers provádí v úzké spolupráci s vlastníky WTC (The Port Authority of New York) průzkum vedoucí ke stanovení poškození základových konstrukcí.

Inženýři konzultační firmy věří, že obvodová podzemní stěna je v současnosti proti vnějšímu zemnímu a vodnímu tlaku rozepřena pozůstatky konstrukcí podzemních podlaží a také sutí, která do suterénů napadala při zřícení věží. Předpokládají ale, že suť pod úrovní terénu nebude bezpečné odstraňovat, dokud nebude obnoveno rozepření podzemních stěn.

Jak suterény World Trade Centra vypadaly

Základy WTC byly vybudovány ve stavební jámě o rozměrech 300 x 150 m pažené podzemní stěnou délky 914 m. Delší osa staveniště je souběžná s řekou Hudson. Plošné základy budovy, tvořené betonovou deskou o tloušťce 2,1 m, byly vybetonovány přímo na tvrdý svor tvořící skalní podloží pod ostrovem Manhattan.

Pažicí podzemní stěny 21 m hluboké základové jámy, newyorskými inženýry přezdívané „koupací vana“, byly navrženy tak, aby tvořily trvalé stěny suterénů WTC. Podzemní stěna o tloušťce 900 mm byla vystavěna v letech 1967 a 1968. Je tvořena lamelami o délce 5,5–6,7 m, které byly hloubeny přes navážky, písky se štěrky a glaciální morénové hlíny a které jsou zapuštěny minimálně 300 mm do pevných hornin podloží. Výkopek ze stavební jámy byl použit jako zásyp části řeky Hudson při umělém vytvoření ploch pro výstavbu Battery Park City. Podzemní stěna byla během výkopových prací kotvena dočasnými kotvami s maximální návrhovou únosností 305 t. Každá kotva se skládala až z 21 pramenců o průměru 13 mm. Podzemní stěna byla kotvena dvojicí kotev v každé lamele ve čtyřech až šesti úrovních. Kotvy byly hloubeny pod sklonem 45° a byly vetknuty na délku 11 m do skalního podloží. Poté, co bylo vodorovné zatížení podzemních stěn přeneseno do konstrukcí podlah suterénu WTC, byly kotvy odříznuty a kotevní otvory zavařeny deskami.

V sedmi suterénních podlažích se nacházely obchodní prostory, parkoviště, terminál příměstského vlakového systému PATH (Port Authority Trans Hudson), který pod řekou Hudson spojuje Manhattan s New Jersey, stanice metra a servisní prostory.

Jak suterény vypadají nyní a co s tím

Ve stanici metra, ležící přímo pod WTC v hloubce 20 m, došlo následkem zřícení věží k zavalení jejího západního nástupiště a tří set metrů traťových tunelů na obě strany. Ostatní stanice metra na dolním Manhattanu jsou podle techniků dopravního podniku New York City Transit v souvislosti s teroristickým útokem na WTC také vážně poškozeny.

Podle výsledků průzkumných prací se předpokládalo, že stropy jednotlivých pater suterénních prostor WTC jsou přinejmenším částečně poškozeny. První televizní záběry však ukázaly, že místy jsou stropy všech sedmi pater stlačeny na výšku pouhých několika metrů včetně všeho, co mezi nimi bylo, další části podzemních prostor jsou relativně zachovalé a došlo pouze k částečné destrukci stropů. Proto je nanejvýš pravděpodobné, že bude nezbytné provést dodatečné rozepření obvodových stěn, které umožní úplné odtěžení sutí. Spolu s postupem těžby bude nezbytné opětovně napnout původní kotvy a instalovat kotvy nové, což potvrzují i odborníci z geotechnického týmu.

Pravděpodobně nejohroženějším úsekem podzemní stěny je její západní část, která leží nejblíže k řece Hudson. Její poškození zřícením věží mohlo být výrazně většího rozsahu, neboť byla oslabena průchodem dvou železničních tunelů PATH.
Dalším z důležitých úkolů geotechnického týmu po skončení ověřování stavu základových konstrukcí bude navrhnout instrumentaci monitoringu, který umožní sledovat chování podzemních obvodových stěn WTC při postupu odstraňování sutin a sledovat účinky těchto prací na základy přilehlých budov a konstrukce metra.

Nakolik je porušení stability podzemních stěn vážným problémem, to se teprve uvidí, ale odolnost podzemní stěny byla neplánovaně vyzkoušena již v minulosti. V roce 1993 částečně zničil výbuch bomby v zaparkovaném automobilu dvě patra parkingu v podzemí WTC, ale konstrukce podzemní stěny zůstala nedotčena, což dokazuje, že stěna je schopná přenést mnohem větší zatížení, než na jaké byla projektována.

Podle článku „Threat of huge basement failure hangs over New York clean-up operation“ z Groung Enginnering XI/01 napsal
RNDr. Ivan Beneš, Zakládání staveb, a. s.