Článek se zabývá zhodnocením výsledků geotechnických průzkumných prací očima provozního geologa společnosti zabývající se zakládáním staveb. Na příkladech uvádí některé nejčastější chyby a nedostatky, které se v průzkumných pracích objevují, a jejich vliv na projektování a výstavbu, zejména speciálních hlubinných základů.

1. Úvod
Geotechnický průzkum je spolu s geodetickými pracemi prvním úkonem a zároveň základním stavebním kamenem, od kterého se dále odvíjejí další etapy výstavby jakékoliv stavby. Kvalitně provedený průzkum základové půdy velkou měrou ovlivňuje nejen technickou náročnost a nákladnost založení, ale často i celkové uspořádání objektu. Velká většina průzkumných prací, které se mi v předprojektové či předvýrobní přípravě dostaly do rukou, poskytla dostatek požadovaných informací, jejichž správnost a přesnost se potvrdila při provádění stavby. Bohužel však bylo i nemálo průzkumných prací obsahujících nedostatky a chyby, které ve svém důsledku nepříznivě ovlivnily celý proces projektování, přípravy stavby a vlastní výstavby.

V následujících odstavcích bych rád zhodnotil svoji více než dvacetileté zkušenosti z praxe provozního geologa společnosti zabývající se speciálním zakládáním staveb. Během této doby jsem měl možnost porovnat závěry nejen vlastních průzkumných prací, kterých jsem realizoval několik stovek, ale i průzkumů mnoha známých i méně známých průzkumných organizací, se skutečností při výstavbě. Je až zarážející, s jakou neúprosnou pravidelností provázejí všechny generace inženýrských geologů a geotechniků stále stejné nedostatky a chyby, na které nás již při studiu upozorňovali naši profesoři, počínaje zakladatelem české inženýrské geologie profesorem Zárubou.

2. Chyby při zadání a přípravě průzkumu
Jedním ze základů pro kvalitní vyhodnocení průzkumu je jeho pečlivá příprava. Zpracovatel se musí v úzké spolupráci se zadavatelem a projektantem podrobně seznámit se zamýšlenou stavbou a jejím umístěním, předpokládaným způsobem a hloubkou založení, případně i se zatíženími v základové spáře, technologiemi výstavby atd.. Dojde-li v průběhu přípravy ke změně v zadání stavby, které se výrazně dotkne způsobu založení, je nezbytné, aby byl i již hotový průzkum přehodnocen a vhodně doplněn. Nově připravovaná řada evropských norem "Provádění speciálních geotechnických prací" (viz článek ing. Masopusta v časopisu Zakládání 3/99) v kapitole požadavky na průzkum přesně vymezuje, co vše je třeba ověřit. Bude-li toto zpracovatel respektovat, navrhne v projektu průzkumných prací dostatečné množství dostatečně hlubokých sond a polních i laboratorních zkoušek, bude svoji pozornost věnovat vrstvám vhodným pro založení a ušetří si nepříjemnosti při závěrečném zpracování a závěr nevyústí do konstatování, že "staveniště je pro plošné založení nevhodné". Při neochotě investorů vložit peníze do dalších etap průzkumu, se ušetří obtížné zajišťování potřebných geotechnických podkladů pro projekt hlubinného založení.

Jako příklad podcenění přípravy průzkumu i vlastní stavby lze uvést založení obchodního centra na okraji Mostu. Koncem r. 1997 jsme byli poptáni na pilotové založení a jako podklad jsme dostali průzkum, který provedla místní firma. Výsledkem průzkumných prací pomocí tzv. statické penetrační karotáže byl návrh založení, který zcela neodpovídal potřebám stavby. Pod úroveň +- 0,0 dosahovala sotva třetina sond, navíc končily v naprosto neúnosných zeminách. K dovršení všeho měl generální dodavatel pevně sjednané finanční prostředky na celou stavbu včetně jejího založení a pevné, značně napjaté termíny výstavby. Jeden narychlo provedený hlubší vrt přesvědčil investora a projektanta o nutnosti podstatně náročnějšího založení. Nakonec byly uvolněny i peníze na průzkum, podařilo se stihnout termíny výstavby a přehodnotit finanční náklady na založení stavby.

Typickým příkladem z poslední doby, kdy po změně koncepce založení objektu nedošlo k přehodnocení a doplnění průzkumu, mohu uvést silniční estakádu v Praze - Ruzyni na stavbě silničního obchvatu Prahy. Pro pilotové založení jedné z největších pražských mostních staveb, více než 1000 m dlouhého mostu o 24 polích, který překlenuje ploché údolí Litovického potoka, včetně silnice 1. třídy I/6 Praha - Karlovy Vary, koryta potoka, vícekolejné vlečky bývalých uhelných skladů a železniční trati Praha - Kladno, byl projektantům k dispozici průzkum původně provedený pro podstatně kratší most a násypové těleso komunikace. Nově realizované a archivní vrtané sondy v trase mostu tělesa násypu a jeho okolí tak byly situovány po cca 100 metrech a byly doplněny mezilehlými penetračními sondami. Vrtané sondy byly většinou mělké, ne všechny dosahovaly až do skalního podloží, a i ty, které předkvarterní horniny zastihly, neověřily jejich kvalitu do dostatečné hloubky pod úroveň založení budoucích základových prvků. Již letmý pohled do podrobné i.g. mapy Prahy 1 : 5000 dále ukazuje, že se v širším okolí vyskytují horniny postižené hlubokým fosilním zvětráváním. Výsledkem průzkumu byly pro projekt pilotového založení značně neúplné, mnohdy i zavádějící podklady, které nejenže v trase neodhalily výskyt pruhu křemenců vystupujících téměř na povrch, ale které prezentovaly podložní jílovité břidlice s pevnostními parametry zcela neodpovídajícími skutečnosti. Aby piloty vyprojektované podle dostupných závěrů průzkumu splňovaly podmínky vetknutí do horniny s pevností dle požadavků projektu, musely být při hloubení individuálně prodlužovány až o třetinu původní délky. Extrémem byla realizace pilot dlouhých 23,5 m v místech průzkumných vrtů hlubokých pouze 12 m. Vzniklá situace si tak vynutila trvalý dozor geologa při vrtání a individuálním posuzování všech, více než tří set čtyřiceti pilot.

3. Chyby při makroskopickém popisu hornin z maloprofilových vrtů
Jednoznačně nejčastější chybou, která se objevuje ve vyhodnocení mnoha průzkumů, je špatná dokumentace charakteru zemin a hornin z maloprofilových průzkumných vrtů. Nejběžněji se jedná o nesprávné určení stupně zpevnění nebo zvětrání a rozpukání poloskalních hornin. Převažující jádrové vrtání na sucho dovede porušit horninu takovým způsobem, že je pak geologem zatříděna do třídy až o 2 stupně horší, než odpovídá skutečnosti. Z takto provedených vrtů nelze odebrat ani vzorek jádra pro stanovení prostotlaké pevnosti, která by zatřídění horniny ulehčila. Porušení ještě často stupňuje přítomnost podzemní vody, čímž může dojít až k extrémně chybné interpretaci výsledku průzkumu. Na základě vlastních zkušenosti, kdy jsem mohl porovnávat předpoklady průzkumu se skutečnými poměry staveniště (např. při zakládání staveb Myslbek, PVT Vysočany, nemocnice Motol, hotely Renesance, Forum, Lidový dům (Millenium) a mnoha dalších v Praze i mimo Prahu), musím konstatovat, že je zcela běžné, že např. břidlice pražského ordoviku tř. R 3 - 4 je rozvrtána na horninu charakteru tř. R 5, 6 a takto zdokumentována. Při vrtání jednoduchou jádrovkou s vodním výplachem je pak zkreslení o cca 1 třídu menší.

Co takové zkreslení způsobuje v praxi? Projektant navrhuje jednak neekonomické a často i nerealizovatelné založení, piloty se při realizaci musí zkracovat, pažící prvky (podzemní stěny, zápory, piloty) nelze zavrtat na projektované hloubky bez použití zvláštních postupů (dlátování, předstřel, předvrty), často se musí projekt zcela přepracovat. Nedovrtání pažících prvků je nutné řešit dalšími kotvícími prvky, často hloubených pod hladinou podzemní vody, v mezních situacíchh i nastavováním pomocí mikropilot se složitým zabezpečováním vodotěsnosti nebo styku s navazujícími konstrukcemi. Vše s sebou zároveň nese složitá technická jednání s SDI a s objednatelem ohledně změn projektů a dalších nákladů.

Za příklad mimořádné desinterpretace charakteru hornin z průzkumných vrtů lze z nedávné minulosti uvést závěry průzkumu pro založení inudačního mostu na silničním obchvatu Loun. Podle IGP měly základovou půdu až do hloubky cca 15 m tvořit měkké, hlouběji tuhé až pevné jíly. Podle těchto údajů byly vyprojektovány příslušně dlouhé piloty příslušně velkého průměru, projekt byl schválen ve všech stupních, stavba se připravila a byly již vyrobeny i armokoše. Při vrtání první piloty se zjistilo, že v hloubce asi 7 - 8 m již leží pevné podloží tvořené jílovci a slínovci tř. R 3 - 4, které byly pod hloubkou cca 11 m již pro vyprojektované velkoprofilové piloty nevrtatelné. Celá stavba musela být zastavena, založení přeprojektováno a stavba byla se značným prostojem realizována za zcela jiných dodacích podmínek. Vysvětlením takového omylu snad může být pouze rozvrtání horniny pod hladinou podzemní vody a "vyhodnocení" geologem podle geologických poměrů, které mu byly nejbližší. Zpracovatelem průzkumu byla firma z Brna a podobnost popisu brněnským neogenním jílům byla velmi zřejmá.

Ještě větším extrémem byl geologický průzkum pro založení výklopného zásobníku uhlí v elektrárně Chvaletice. Podle výsledků vrtů se v podloží měly vyskytovat pískovce zcela rozložené na písky nasycené vodou. Projektant stavby po shlédnutí hmotné dokumentace dokonce uvažoval o nutnosti kotvit dno, aby stavba nevyplavala vztlakem vody. Šokem se stalo zahájení těžby podzemních stěn, při které se zjistilo, že se v podloží nevyskytují zvodnělé písky, ale křemité pískovce tř. R 2 - 3, které musely být v rýze rozpojovány předstřelem v maloprofilových vrtech. Ověření skutečného charakteru hornin provedl vrtmistr a geolog zhotovitele. Nové vrty v blízkosti míst původních průzkumných vrtů byly odvrtány běznou stavební vrtnou soupravou pomocí pažnice s citlivě dávkovaným výplachem. Byl zjištěn kompaktní pískovec s návrty jádra od 20 do 60 cm. Přítomná geoložka zpracovatele průzkumu jen nevěřícně kroutila hlavou a posléze přiznala, že viděla pouze výsledky vrtů ve vzorkovnicích. Již pouhé setrvání u jednoho vrtu by jí muselo přesvědčit, že získaný písek neodpovídá postupu hloubení a vrtáním musí být rozpojována hornina zcela jiných vlastností. Tato chyba opět vedla k zastavení prací na několik týdnů, ke změně koncepce zajištění jámy a výstavby konstrukce výklopného zásobníku a ke značnému prodražení stavby.

Méně časté jsou chyby v popisu pokryvných útvarů. Nejvíce se chybuje v popisu hrubozrnných sedimentů. Většina geologů se spokojuje s pojmem "štěrk" pro všechno, co je větší než písek. Že taková vrstva kamenů a balvanů, které se neočekávaně objeví v profilu vrtu pro pilotu nebo v rýze pro podzemní stěnu dovede způsobit podobné potíže jako jsme uvedli výše, jsme se přesvědčili na nejedné stavbě. Například při založení mostu v Rumburku byly předpokládané a průzkumem popisované štěrky s valouny ve skutečnosti kamenité a balvanité sutě o velikosti bloků přes průměr piloty ve vrstvě o mocnosti i přes 3 m, které byly rotačně velkoprofilovým vrtáním s pažením dvouplášťovými pažnicemi prakticky nerozpojitelné. Podobné obtíže jsme zaznamenali i na několika stavbách v Děčíně, kde se prováděly podzemní stěny. Velmi hrubé kamenité až balvanité bazální náplavy Labe jsou sice drapákem těžitelné, ale stabilita stěn zajišťovaná bentonitovou pažící suspenzí je podstatně nižší než u popisovaných "hlinitopísčitých štěrků". Důsledkem je nadspotřeba pažící suspenze a tvorba kaveren, nadspotřeba betonu a značná nerovnost povrchu podzemních stěn.

Na to, jak se podobným omylům vyhnout, není univerzální návod. Kromě důkladného studia archivních materiálů a geologické stavby území se geologům naší firmy osvědčila přítomnost při vrtání alespoň jednoho vrtu průzkumu. Nejen že geolog může ihned korigovat požadovanou hloubku vrtů podle zastižených poměrů, ale vidí i parametry vrtání, zejména vrtný postup, případně charakter a barvu vodního výplachu. Důležité informace podá i zkušený vrtmistr, případně jeho vrtné hlášení nebo vrtný monitoring. To jsou cenné informace, které z pouhých porušených vrtných jader ve vzorkovnicích, které geolog popisuje s několikadenním odstupem od jejich provedení, nelze jinak získat. Samozřejmě lze u významných a rozsáhlých zakázek doporučit provedení jádrových vrtů dvojitou jádrovkou, které jsou sice dražší, ale jejichž výsledky přinášejí nejen dokonalejší popis geotechnických a petrografických poměrů. Prakticky neporušená jádra lze podrobit řadě laboratorních zkoušek, což výrazně zvyšuje vypovídací hodnotu vrtu a zkvalitňuje výsledky průzkumu.

4. Chyby při ověřování podloží
Dalším z omylů, které se často vyskytují při vyhodnocení průzkumu, je mylné určení hloubky předkvartérního (skalního) podloží. S prvním pochybením tohoto druhu jsem se setkal již jako geolog-začátečník při jedné z prvních zakázek. Doplňkový průzkum pro založení kotelny n.p. Motorlet v Praze-Jinonicích měl ověřit značně proměnlivou hloubku podloží. Naše vrty však předpokládané podloží provrtaly a zjistily skutečný povrch skalního podloží v průměru ve dvojnásobné hloubce. Původního průzkum se totiž zastavil na kamenech v navážce, které vrty spirálem navrtaly na hloubku asi 20 cm a geolog je považoval za podloží. Po podrobném seznámení s vývojem území jsme zjistili, že staveniště leží na odvalu bývalé cihelny a původní vrty byly ukončeny na deskách železitých pískovců ležících původně v nadloží suroviny. Při otevření hliníku cihelny byly odvezeny do odvalu a při jejich navrtání je geolog považoval za podloží. Tato chyba byla vykoupena dvojnásobnou délkou pilot a tím i podstatným prodražením ceny založení.

S dalším z řady zcela chybných určení hloubky skalního podloží jsem se setkal na jaře 1998 na staveništi nákupního centra Delvita v Litvínově. Průzkumné práce provedené ve dvou etapách pomocí několika vrtů a sítě statické penetrace "zjistily" v podloží zvětralé ruly v hloubce 8 - 22 m. Na tento průzkum byl zpracován projekt pilotového založení opřeného o podloží v příslušné hloubce. Při vyhloubení prvních pilot a posléze i dalších po celé ploše staveniště nebylo podloží do hloubky cca 24 m vůbec zastiženo. Pouze se v profilu vyskytovala vrstva svým vzhledem připomínající eluvium pararuly s úlomky pevnější horniny. Mocnost vrstvy byla 2,5 - 3 m, úlomky horniny byly subangulární, což svědčilo o jejich transportu. Pod touto vrstvou se zcela chaoticky střídaly zeminy zcela jasně sedimentárního původu. Podle morfologie území se patrně jednalo o dejekční kužel navazující na blízké údolí zaříznuté do svahů Krušných hor. Zcela odlišné základové poměry měly na stavbu nepříjemný dopad - projektant musel přepracovat původně opřené piloty na podstatně delší plovoucí a stanovit kritéria jejich vetknutí do různorodých zemin, každá pilota musela být sledována geologem.

Jako perličku uvádím průzkum pro sanaci zámku v Lysicích, jehož základy začaly z neznámých důvodů nepravidelně sedat. Kopané sondy okolo zdí odhalily základy, které spočívaly na permských pískovcích. Jelikož se lokalita nachází na okraji boskovické brázdy, nikoho tento závěr nepřekvapil, tím spíš, že v obci se v permských horninách nachází lom. Záhadou však bylo, proč část zámku sedá a porušuje se. Již první vrt na nádvoří u nejvíce poškozené zdi zjistil, že podloží tvoří do hloubky přes 25 m neogenní jíly. Zastižené pískovce tvořily desky položené přes dubové základové piloty zaberaněné do podložních jílů. Po vypuštění vodního příkopu došlo k obnažení pilot a jejich uhnívání a následnému sedání základů a porušení stavby

Vyvarovat se chyb, které uvádím výše, není složité. Opět zde hraje roli dostatečná hloubka průzkumných vrtů. Pokud bude průzkum chtít ověřit pouze hloubku podloží a ne jeho kvalitu, může být za podloží vydáváno leccos, kromě již uvedených příkladů třeba hrubé balvanité štěrky, bludné kameny a kamenité sutě atp..

5. Nedostatky při zpracování průzkumu
Častým nedostatkem mnoha průzkumných prací je nedostatečné vyhodnocení získaných informací pro potřeby projektu založení na daném staveništi. Vlastní zpracování ne vždy dokáže zhodnotit všechny získané údaje z archivu, vrtů, polních a laboratorních zkoušek tak, aby projektant měl všechny podklady s dostatečnou přesností. Na úkor detailního vyhodnocení geotechnických a základových poměrů a vlastností základové půdy jsou rozsáhle uváděny kapitoly z regionální geologie, stratigrafie a geomorfologického vývoje celé oblasti. Častým nešvarem při popisu vrtů (psané dokumentaci) jsou chybějící údaje o lokalizaci a nadmořské výšce sond, případně použitém souřadnicovém a výškovém systému. V popisu jednotlivých vrstev se hojně vyskytuje mnohaslovný popis barevnosti zeminy, ale často chybí údaj o konzistenci soudržných a ulehlosti nesoudržných zemin, stupni zvětrání, hustotě rozpukání skalních hornin, údaje o podzemní vodě (naražená x ustálená hladina). Vlastní vyhodnocení pak nezřídka neobsahuje vyhodnocení podle požadavků ČSN 73 1001 resp. 73 1002. Pro dnešní počítačové programy projektanti často vyžadují totální i efektivní parametry zemin, ale i zdánlivé parametry smykové pevnosti hornin a zatřídění podle norem pro zakládání. U hodnot geotechnických vlastností pak mnohdy není uvedeno, jedná-li se o hodnotu skutečně zjištěnou, normovou (tabulkovou), nebo výpočtovou. Zcela nevyhovující jsou kompletně opsané tabulky půdně-mechanických vlastností z normy, průvodních zpráv IG map Prahy 1 : 5000 nebo z publikace Praha a inženýrská geologie PÚDISu z r. 1979 v celém jejich rozsahu (často s rozptylem jednoho až dvou řádů). Ani počítač není dokonalý a při jeho "krmení", zejména pro grafické přílohy, je nutné uvažovat geologicky, aby potom nevznikaly výstupy zcela odporující možnostem přírody.

6. Závěr
Člověk, a tím je samozřejmě i geolog či geotechnik, se nejlépe poučí ze svých vlastních chyb. Nejlepším vodítkem k jejich nápravě je úzká spolupráce zpracovatele průzkumu v navazujících etapách výstavby, včetně jeho přítomnosti při realizaci stavby, kde může na vlastní oči posoudit, nakolik se jeho předpoklady kryjí se skutečností a získat tak zkušenosti pro příští zakázky.

Site investigation - premises and reality
The article deals with the evaluation of site investigation results by eyes of the geotechnical expert of the company that carries out special geotechnical works and deep foundations of constructions. On examples he shows some of the most frequent mistakes and lacks in site investigations and their influence to a design and building process.