Další dvě evropské normy pro provádění speciálních geotechnických prací jsou připraveny k vydání

Článek seznamuje čtenáře s obsahem a hlavními ustanoveními dvou evropských norem pro speciální geotechnické práce, které byly přeloženy do češtiny a budou v dohledné době vydány jako ČSN EN. Jedná se o normy: ČSN EN 1537 (73 1051) Provádění speciálních geotechnických prací - Injektované horninové kotvy a ČSN EN 1538 (73 1061) Provádění speciálních geotechnických prací - Podzemní stěny.

Řada evropských norem pro provádění speciálních geotechnických prací se ke konci tohoto roku rozroste o další dva tituly. V České republice byly již vydány normy ČSN EN 1536 (73 1031) Provádění speciálních geotechnických prací - Vrtané piloty (říjen 1999) a ČSN EN 12063 (73 1041) Provádění speciálních geotechnických prací - Štětové stěny (březen 2000).

Nyní byly přeloženy a k vydání byly připraveny normy ČSN EN 1537 (73 1051) Provádění speciálních geotechnických prací - Injektované horninové kotvy a ČSN EN 1538 (73 1061) Provádění speciálních geotechnických prací - Podzemní stěny.

Překlady těchto norem byly pořízeny z oficiálního tříjazyčného textu vydaných EN, zpracovaného mezinárodní komisí odborníků TC 288 a odsouhlaseného Evropskou normalizační komisí CEN v Bruselu. Česká republika, jako člen CENu, má právo spolupracovat na tvorbě norem, ale zároveň má i povinnost odsouhlasenou a v rámci EN vydanou normu do 6 měsíců zavést jako normu národní. ČSNI rozhodl, že tyto normy budou převzaty překladem. Evropské normy jsou vydávány v originále ve třech jazykových verzích - anglické, německé a francouzské.

V České republice jsme neměli pro horninové kotvy ani pro podzemní stěny po zrušení platnosti oborových norem žádný normový podklad. Proto vydání a zavedení obou EN je pro náš obor přínosem. Obě normy se zabývají spíše vlastním prováděním horninových kotev a podzemních stěn a v otázkách návrhu se odvolávají na Eurokody, vydané jako předběžné evropské normy ENV.

Obě normy se rodily velmi pomalu a obtížně. Zejména text normy pro kotvy musel být pracovní skupinou CEN/TC 288 kvůli rozdílnosti přístupů jednotlivých národních skupin několikrát přepracován. Schválená verze je kompromisem, ve kterém převládá pojetí odborníků z Velké Británie. To je znát i na vlastním obsahu normy, kde se maximální pozornost věnuje protikorozní ochraně kotev a zkoušení kotev, a to jak z hlediska jejich únosnosti, tak spolehlivosti protikorozní ochrany.

Vydání obou norem se opozdilo oproti plánu TC 288 téměř o dva roky, po které se tato TC bezúspěšně snažila prosadit zavedení stupňů závažnosti jednotlivých ustanovení přímo do textu normy.

V dalším se budeme snažit přiblížit Vám obsah jednotlivých norem a upozornit na odlišnosti od naší dosavadní praxe.

ČSN EN 1537
Provádění speciálních geotechnických prací - Injektované horninové kotvy.

Norma obsahuje 11 kapitol a 6 informativních příloh. Norma platí pro horninové kotvy upnuté do horniny injektáží, napínané a zkoušené.

V kapitole 3 - Termíny, definice a symboly - jsou definovány jednotlivé části horninových kotev a jejich funkce, typy zkoušek a používané symboly. Typy zkoušek norma zavádí čtyři na rozdíl od u nás dosud používaných tří. Systémová zkouška ověřuje, zda navržený systém kotvy vykazuje požadované vlastnosti (u nás dříve typová zkouška). Typová zkouška ověřuje chování kořene kotvy při užitném zatížení (u nás dříve průkazná zkouška). Ověřovací zkouška posuzuje chování konstrukce kotvy v dané základové hornině (u nás dříve také funkce průkazné zkoušky) a kontrolní zkouška, provedená na každé kotvě, ověřuje, zda kotva odpovídá stanoveným kontrolním kritériím.
Dále je zde zaveden termín "zaručená kotevní síla" jako hodnota síly v hlavě kotvy bezprostředně po napínání.

Kapitola 4 - Zvláštní požadavky - uvádí rozsah povinností a odpovědnosti všech účastníků, kteří se podílí na návrhu, realizaci i využívání navržených kotev. Obsahuje podklady nutné pro návrh kotev včetně souhlasu majitelů pozemků, do kterých kotvy zasáhnou, a zdůrazňuje údržbu a kontrolu kotev během jejich funkce.

Kapitola 5 je věnována průzkumu staveniště. Základovou půdu, ve které jsou uloženy kotvy a jejich kořeny, definuje norma jako důležitou a trvalou součást kotevního systému. Proto nároky na obsah, rozsah i výstupy geotechnického průzkumu staveniště jsou vysoké a zaručují téměř vyčerpávající informace pro projektanta.

V kapitole 6, pojednávající o materiálech kotev a protikorozní ochrany, se zdůrazňuje, že veškeré použité materiály musí být odzkoušeny a jejich zkoušky dokladovány, a to nejen z hlediska jejich mechanických vlastností, ale i z hlediska trvanlivosti, která musí bezpečně pokrýt předpokládanou životnost kotvy, event. kotvené konstrukce. To se týká nejen hlavního materiálu, ze kterého jsou složeny táhlo a hlava kotvy, ale i materiálů pomocných, jako jsou spojky, rozpěrky apod. Cementové injekční směsi musí být posouzeny z hlediska jejich případného vlivu na materiály kotevního táhla a jeho antikorozní ochrany i z hlediska případné agresivity horninového prostředí. Připouští se i použití injekčních směsí na bázi syntetických pryskyřic.
Antikorozní ochrana kotev se dělí dle životnosti kotev, jejíž hranice dvou let je shodná s naší dosavadní praxí. Příklady skladby protikorozní ochrany jsou uvedeny pro dočasné kotvy v tabulce 2 a pro trvalé kotvy v tabulce 3. Protikorozní ochrana trvalých kotev je doporučena vícevrstvá s předepsanou tloušťkou stěn povlakových trubek i sílou vrstvy ochranného cementového kamene. Funkčnost protikorozní ochrany kotvy je třeba prokázat zkouškou měření elektrického odporu mezi kotvou a okolní zeminou dle přílohy A v různých stadiích zhotovení kotvy nebo zkouškami celitvosti a neporušenosti ochranných obalů a měřením četnosti a šířky trhlin v cementovém kameni dle přílohy B. Zkoušky dle přílohy A mají charakter kontrolních a ověřovacích zkoušek, zkoušky dle přílohy B jsou spíše zkoušky systémové nebo typové.
Přejímací podmínky pro plastické protikorozní hmoty jsou informativně stanoveny v příloze C. Jedná se jak o materiály povlakových trubek, tak o výplňové hmoty na bázi derivátů ropy. Protikorozní obal kotvy musí být za všech okolností trvanlivý, ale na druhou stranu nesmí bránit funkci kotvy, případně jejím kontrolám a dopínání během její životnosti. Předepsáno je i provedení a síla ochranného víka hlavy kotvy.

V kapitole 7 - Předpoklady návrhu - je velmi stručně a s odkazem na Eurokody 1 a 7 stanoven obsah projektu kotvení, znovu je zdůrazněna nutnost uvažovat do výpočtu správné hodnoty vlastností základové půdy i hodnoty vlastní kotvené konstrukce v různých etapách výstavby. Projektant má uvážit i možnost rozmístění náhradních kotev pro případ potřeby. Postup pro výpočet a návrh horninových kotev je podrobněji zpracován v příloze D. Jsou zde doporučeny mezní stavy, které mají být při výpočtu posouzeny, a zároveň jsou stanovena ověření a výpočty, které má každý projekt obsahovat. Jsou uvedeny zásady posouzení mezního stavu únosnosti a mezního stavu použitelnosti.

Kapitola 8 - Provádění kotev - popisuje všechny postupové kroky od provádění vrtů, výrobu, dopravu a osazení kotevního táhla, injektáž až po napínací zařízení a postup napínání.
Pro vrtání jsou stanoveny tolerance 75 mm v odchylce od závrtného bodu a 2° pro odchylku od předepsaného sklonu vrtu. Způsob vrtání má být stanoven takový, aby co nejméně ovlivnil základovou půdu a únosnost kotvy. Je zdůrazněna nutnost sledování geologického profilu vrtu a jeho záznam dle jednoduše rozpoznatelných indicií při vrtání.
Pro výrobu kotvy musí být použity materiály neporušené a nenapadené korozí. Konstrukce kotvy, rozmístění centrátorů, spojek a dalších prvků musí umožnit uložení kotev a následnou manipulaci s nimi.
Norma doporučuje i opatření pro případ, že při injektáži dojde k výraznému překročení spotřeby směsi. Při injektáži nesmí dojít k zaplnění volné délky kotvy a možnosti přenosu kotevní síly na rubovou část kotvené konstrukce. Proto je předepsán výplach volné délky kotvy po injektáži, její výplň neúnosným materiálem, případně utěsnění kořene kotvy při injektáži obturátorem. Pro zvýšení únosnosti kořene kotvy je doporučena jeho reinjektáž.
Napínání kotvy má plnit dvě funkce: zjištění únosnosti kotvy a ukotvení táhla na hodnotě zaručené síly. Napínací souprava má být kalibrována v intervalech nejméně 6 měsíců. K tomuto bodu se váže i národní poznámka, která upozorňuje na Výnos ÚNMZ o sledovaných měřidlech a nyní i na Vyhlášku MPO č. 263/2000 Sb., kde je určen interval povinné kalibrace napínacích souprav 1 rok. Norma uvádí, že napínání a zkoušky kotev nemají být prováděny před zatvrdnutím injekční směsi v kořeni, tj. ne dříve než po 7 dnech po ukončení injektáže. Toto ustanovení je třeba uvést v obecnou platnost, neboť termínové tlaky od objednatelů na zkrácení doby mezi injektáží a napínáním kotev jsou na stavbách značné.

Kapitola 9 - Zkoušení kotev, dohled a přezkušování - uvádí na rozdíl od EC 7 tři typy zkoušek kotev prováděných na stavbě. Jsou to typová zkouška, ověřovací zkouška a kontrolní zkouška. Je stanoven rozsah jejich provádění a přesnost odečtu hodnot i přesnost použitých měřidel. Předtížení je definováno jako nultý zatěžovací stupeň, který nemá přestoupit 10% hodnoty zkušebního zatížení a slouží k vyrovnání geometrie táhla kotvy. Vlastní zkušební postupy jsou definovány tři:

  1. při cyklickém zatížení kotvy je při každém cyklu měřen posun hlavy kotvy po stanovenou dobu při maximální napínací síle
  2. kotva je napínána v cyklech a při každém cyklu je po stanovenou dobu měřen úbytek síly v hlavě kotvy při maximální napínací síle
  3. při postupném zatěžování kotvy se měří posun hlavy kotvy při konstantní síle na každém zatěžovacím stupni

Typová zkouška má být provedena před zahájením kotevních prací na stavbě, pokud v obdobných podmínkách nebyly kotvy navrženého typu ještě provedeny nebo budou použity kotvy o vyšším zatížení než dosud.
Ověřovací zkouškou mají být pro typ použité kotvy potvrzeny parametry zjištěné typovou zkouškou v daném prostředí. Nejsou-li výsledky typových zkoušek k dispozici, má ověřovací zkouška stanovit přejímací kriteria pro kontrolní zkoušky. Norma předepisuje provedení minimálně tří ověřovacích zkoušek ve stejných podmínkách, ve kterých budou zhotoveny systémové kotvy stavby.
Kontrolní zkoušce musí být podrobena každá systémová kotva stavby. Kontrolní zkouška má prokázat, že kotva je schopna přenášet zkušební sílu, a má poskytnout podklady pro výpočet volné délky táhla.
Největší zaručená síla kotvy může být maximálně 0,6 meze pevnosti kotevního táhla. Pro stanovení volné délky táhla je uveden obvykle používaný vzorec a jsou určeny mezní hodnoty, ve kterých se může volná délka táhla pohybovat.
Podrobnější pokyny pro postupy zkoušení kotev jsou včetně diagramů a tabulek uvedeny v informativní příloze E. Tam je pro každý zkušební postup určeno provedení typové, ověřovací i kontrolní zkoušky. Hodnota zkušební síly pro systémové kotvy stavby je určena jako 1,25 násobek zaručené síly. Sledovací časy v minutách pro měření při cyklickém napínání jsou 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45 a 60 minut.

Kapitola 10 - Protokoly - v první řadě zdůrazňuje požadavek na úplnost projektu kotev a upřesňuje jeho obsah. Protokoly o výrobě kotev musí být zpracovány pro každou kotvu a musí být uloženy tak, aby byly následně k dispozici. Je určen obsah protokolů a v příloze F je zpracován návrh jejich uspořádání. Informativní příloha F obsahuje "Protokol o výrobě kotvy" a "Protokol o napínání kotev".

V kapitole 11 - Zvláštní požadavky - je upozorněno na nutnost dodržet veškeré národní normy, úřední nařízení a směrnice týkající se bezpečnosti práce. Zároveň je požadováno, aby rušení a zátěž okolí stavby (hlučnost, prašnost, vibrace, znečištění půdy a vody), které mohou vzniknout při provádění kotevních prací, byly omezeny na minimum. Pracoviště napínání musí být označeno výstražnou tabulkou i v obvodu stavby.

ČSN EN 1538 (73 1061)
Provádění speciálních geotechnických prací - Podzemní stěny

Norma pro podzemní stěny obsahuje 11 kapitol a 3 informativní přílohy.

Úvodní kapitoly 1 a 2 popisují předmět normy a uvádí odkazy na související normy a Eurokody (1,2,4,7 a 8).

Kapitola 3 - Definice - uvádí vysvětlení hlavních používaných termínů. Zde je nutno upozornit na výraz "plastický beton", který vznikl překladem anglického výrazu "plastic concrete" a významově odpovídá běžně používanému výrazu "jílobeton" (v němčině Tonbeton). Vzhledem k přednosti anglického textu musel být v překladu použit nevhodný a zavádějící výraz plastický beton. Stejně tak termín "betonážní roura" je významově překladem anglického "concreting pipe" a německého "Betonrohre", ale je např. v rozporu s výrazem "sypáková roura", použitým v překladu EN 1536. Považujeme za prospěšné, aby se termíny použité v normách přiblížily terminologii používané a zažité v praxi a aby otrockým překladem nevznikl mrtvý jazyk vedoucí k nejasnostem a zmatkům (viz. článek v Magazínu ČSN 7-8/2000, str. 201-2).

Kapitola 4 - Technické podklady pro provádění prací - stručně vyjmenovává údaje potřebné pro zhotovení prováděcích výkresů a vlastní realizaci prací. Je uvedeno i hledisko pro posouzení vodotěsnosti podzemních stěn.

V kapitole 5 - Průzkum staveniště - jsou vyjmenovány všechny podklady, které musí poskytnout průzkum pro odpovědný návrh konstrukce podzemních stěn. Zdůrazněno je zhodnocení rozpojitelnosti hornin a zjištění všech úrovní podzemní vody včetně jejich chemismu.

Kapitola 6 - Stavební hmoty - se zabývá pažicími suspenzemi a výplňovými hmotami. Jako pažicí suspenze jsou uvedeny jílové suspenze, roztoky polymerů a samotvrdnoucí suspenze. Jílové suspenze na bázi bentonitických jílů mají stanoveny vlastnosti uvedené v tabulce 1. Hodnota filtrace, dle našich dosavadních zkušeností, je připuštěna až dvojnásobná oproti běžné praxi a časem budou tyto hodnoty jistě upřesněny. Zkušební postupy pro jílové suspenze jsou uvedeny dle API.
Roztoky polymerů pro pažení rýh je povoleno použít na základě zkušeností z obdobných lokalit nebo po zkoušce provedené na staveništi.
Samotvrdnoucí suspenze lze využít jako pažicí u prefabrikovaných podzemních stěn nebo těsnících podzemních stěn, kde zároveň plní funkci následné výplně rýhy.
Z výplňových hmot je uveden beton, plastický beton (jílobeton) a plastická malta. U čerstvého betonu je zdůrazněna jeho zpracovatelnost, která je doporučena v mezích 180 - 210 mm sednutí kužele nebo 550 - 600 mm při zkoušce míry rozlití. Plastický beton a malta (jílobeton) jsou uvažovány jako výplň těsnících podzemních stěn a je kladen důraz na hodnoty propustnosti a deformační vlastnosti těchto hmot. Příklad jejich složení je uveden v příloze A.

V kapitole 7 - Návrhová kriteria - jsou uvedena hlediska, která musí vzít projektant v úvahu při návrhu podzemních stěn. Patří sem rozměry hloubicích nástrojů a z nich vyplývající lamelace, stabilita stěn rýhy při těžbě a betonáži, vlastnosti horninového prostředí, vlastnosti pažicí suspenze, možnosti a způsoby zavázání podzemních stěn do skalního podloží, tvar a skladba armokošů, umístění a způsob fixace výklenků a prostupů a další podrobnosti, které jsou pro každý případ individuální. Krytí výztuže norma předepisuje minimálně 75 mm. U podzemních stěn s krátkodobou funkcí a v neagresivním prostředí lze připustit krytí pouhých 60 mm. Pro zajištění krytí výztuže jsou předepsány distanční prvky.

V kapitole 8 - Provádění - jsou především uvedeny povolené rozměrové odchylky. Vodorovné odchylky v ploše obnažené lamely nemají přesáhnout 20 mm na lícové straně a 50 mm na rubové straně lamely. Svislost lamel podzemních stěn má být v podélném i příčném směru do 1%. Výšková odchylka osazení armokoše nesmí po betonáži přestoupit 70 mm.
V rámci přípravných prací norma stanovuje i způsob přípravy pracovní plochy a vodicích zídek, které musí být buď rozepřeny nebo zasypány.
Těžbu rýhy norma připouští při použití různých pažicích suspenzí i pod vodou nebo ve výjimečných případech na sucho. Těžba může postupovat buď po jednotlivých lamelách, nebo kontinuálně. Těžba lamely nesmí být zahájena dříve, než výplň sousední lamely dostatečně nezatuhne. Norma doporučuje i postupy při náhlé ztrátě pažicí suspenze.
Čištění rýhy a případně výměna pažicí suspenze jsou předepsány před každou betonáží. Vytvoření dělicích spár (zámků) lamel je připuštěno buď vložením ocelových výpažnic nebo přetěžením. Do zámků je možno vkládat těsnicí prvky. Při betonáži je kladen důraz na stabilitu čerstvého betonu, jeho zpracovatelnost a řádnou kompletaci vodotěsně spojených betonářských rour s násypkou. Je přípustné přímé napojení betonářských rour na čerpadlo betonu. Pokud je v lamele osazen dělený armokoš, doporučuje norma pro každý díl armokoše samostatnou kolonu betonářských rour. Betonáž pod pažicí suspenze musí být zahájena osazením betonážních rour až na počvu rýhy. V průběhu betonáže je doporučeno ponoření betonážních rour minimálně 3 m pod hladinu betonu v rýze. Menší ponor rour do betonu (2 m) je přípustný jen při dokonalé kontrole úrovně hladiny betonu v rýze nebo při ukončení betonáže do úrovně terénu. Pro dosažení požadované kvality betonu na projektované horní úrovni podzemních stěn je doporučeno přebetonování a následné odbourání znehodnoceného betonu. Při bourání přebytečného betonu nesmí být porušen beton podzemní stěny.

Kapitola 9 - Dohled a monitoring - podrobně rozepisuje v tabulkách 3 - 7 jednotlivé kontrolní body pro každý z pěti typů podzemních stěn. Tabulky jsou přímým návodem pro zpracování kontrolních a zkušebních plánů pro konkrétní stavby.

V kapitole 10 - Protokoly - a příloze B (tabulky B1 - B11) jsou zpracovány vzory protokolů pro různé typy podzemních stěn. Každý protokol sestává ze dvou částí - všeobecných údajů, kde jsou uvedeny projektované a požadované parametry lamely podzemní stěny, a provozních údajů, které dokladují skutečné provedení lamely podzemní stěny.

Kapitola 11 - Zvláštní požadavky - připomíná nutnost dbát na národní normy, zákony a ustanovení, týkající se bezpečnosti práce na stavbách a se speciálními stroji, a zároveň upozorňuje na možnost narušení životní pohody a ekologické rovnováhy při provádění prací. Tyto rušivé vlivy musí být sníženy na minimum použitím vhodných opatření.
Příloha C obsahuje výpis stupně závaznosti jednotlivých ustanovení normy.

Postřehy a poznatky získané při překladu evropských norem a jejich přípravě pro české vydání jsme získali následující:

- Jako nejzávažnější poznatek považujeme zjištění, že v úzce specializovaném oboru, jako jsou geotechnické konstrukce, nemáme k dispozici jednotně používaný slovník českých technických termínů s jejich jednoznačnými cizojazyčnými ekvivalenty. Problémy způsobila i poněkud odlišná terminologie normy, zejména u definic a symbolů, kde se zpracovatelé museli českými termíny co nejvíce přiblížit originálnímu textu. To vedlo k připomínkování některých vžitých výrazů, které však plně neodpovídají cizojazyčnému vyjádření. Je třeba připomenout, že české výrazy se v mnoha případech více blíží k německé terminologii než k anglickému vícevýznamovému vyjádření, které však je považováno za určující podklad pro překlad normy.

- Anglická a německá verze norem (které byly při překladu souběžně použity a porovnány) jsou mnohdy ve výrazovém i významovém nesouladu. Zde bylo třeba volit tu verzi, která je v našem vyjádření jasnější a pochopitelnější.

- Převzaté evropské normy je nutno chápat jako téměř doslovný překlad odsouhlasené cizojazyčné verze, ve kterém není dovoleno cokoli měnit nebo doplňovat. Na nesoulad nebo chybějící údaje lze upozornit pouze národní poznámkou nebo poznámkou pod čarou bez jakékoliv normativní závaznosti. Proto některé pasáže a ustanovení se rozchází s praxí běžnou u nás a v rámci unifikace v evropském měřítku bude nutno naše postupy nové normě přizpůsobit

- Odborný překlad textu a jeho vybroušení do srozumitelné a v češtině přijatelné formy je pouze první, a dá se řici kratší část úkolu zpracovatele. Druhá, zdlouhavější a obtížnější část úkolu je zcela mechanické zpracování textu a případně obrázků do formy normového vydání. Zde zpracovatelé stráví zcela neproduktivně větší část času při zvládání počítačového uspořádání textu do předepsaných rastrů. Stálo by za úvahu zadavatele, zda tyto dvě části úkolu od sebe neoddělit a druhou část svěřit zacvičeným pracovníkům, pro které zvládnutí stereotypu nebude problém

 

RNDr. Ivan Beneš, Ing. Alois Kouba


English summary

Next two europian standards for execution of special geotechnical works are prepared for edition
The article acquaints with contents and main provisions ot two european standards for special geotechnical works, that were translated to Czech language and will be issued as Czech standards during next months. They are following:
ČSN EN 1537 (73 1051)
Execution of special geotechnical works - Ground anchors
ČSN EN 1538 (73 1061)
Execution of special geotechnical works - Diaphragm walls