Ing.Jan Masopust, CSc, Ing.Oto Petrášek
Českomoravský cement, a.s. Beroun staví v rámci modernizace jednoho ze svých největších závodů Mokrá u Brna slínkové silo s kapacitou 40 000 t slínku. Jedná se válcový objekt celkové výšky 55 m s vnitřním průměrem 30 m se stěnami z předpjatého betonu o tl. 350 mm vyztužené 4 svislými žebry. Válec je ukončen střechou tvaru komolého kužele s válcovou lucernou. Stěny válce jsou vetknuty do základové železobetonové desky, pod níž jsou průběžné odtahové kanály světlosti 3,5 x 3,0 m v půdorysném tvaru U. Generálním projektantem stavby je Brněnská firma PEM, vlastní projekt sila vypracovala firma Peter und Lochner ze Stuttgartu (SRN), jako opakovaný projekt realizovaný na mnoha staveništích koncernu Heidelberger Zement, který je hlavním akcionářem a.s.Českomoravský cement.
S ohledem na technologickou návaznost bylo pro stavbu sila vybráno staveniště, které se nachází ve východní části závodu poblíž stávající slínkové haly. Na tomto staveništi proběhlo v r.1997 a 1998 několik etap inženýrskogeologického průzkumu. Bylo zjištěno, že skalní podloží, tvořené kulmskými pískovci a slepenci, nachází se na staveništi v hloubce 16 - 29 m pod terénem, přičemž v rámci půdorysu sila (tj. na šířku asi 35 m) významně klesá JZ směrem a to se sklonem zhruba 25o. Původní geotechnický průzkum zahrnoval kromě několika jádrových vrtů především vyhodnocení několika desítek statických penetračních sond, kterými byly ověřeny vlastnosti nadložních jílů s vložkami a čočkami písků. Zpracovatel tohoto průzkumu spolu s GP navrhl a prosazoval hlubinné založení sila pomocí železobetonových předrážených pilot FRANKI s délkou 10 - 18 m, tedy takových, které by byly ukončeny v jílech vesměs tuhé až pevné konzistence a zdaleka nedosahovaly na úroveň zjištěného skalního podloží. S ohledem na zatížení sila vyšel počet těchto pilot na několik set. Svůj návrh doložil projektant i výsledky statických zatěžovacích zkoušek 2 pilot FRANKI prof. 520 mm, které byly zatíženy silou kolem 3,8 MN. Piloty byly samozřejmě v hlavě opatřeny ponechanou ocel. výpažnicí, která eliminovala příčný tah při extrémním soustředěném tlakovém zatížení. Tento návrh hlubinného založení sila nebyl však investorem a německým projektantem přijat z pochopitelných důvodů riskantního založení s možností dlouhodobého sedání sila v souvislosti s konzolidací jílů vlivem pozvolného mizení porových přetlakù vzniklých při ražení těchto pilot v saturovaných jílech.
V červnu 1998 se na naši firmu obrátil investor a my jsme předložili koncepční návrh hlubinného založení sila pomocí vrtaných pilot vetknutých do skalního podloží (popř. o něj opřených). Za účelem ověření skutečného průběhu skalního podloží pod silem bylo dohodnuto dodatečné provedení 4 jádrových vrtů po obvodě sila s tím, že vrty budou zasahovat do skalního podloží na délku alespoň 10 m a jádro těchto vrtů bude podrobenou zkouškám mechaniky hornin za účelem stanovení alespoň prosté tlakové pevnosti. Vrty byly dokončeny v červenci, avšak jejich jádra byla značně rozpukaná a v některých partiích byl výnos minimální, takže se nepodařilo provést souvislé vzorkování, nýbrž pouze bodové odběry ze souvislejších partií s celistvým jádrem. Zpracovatel tohoto doplňujícího průzkumu, fy. Geotest Brno označil skalní podloží za silně tektonicky porušené a to do značné hloubky. Nicméně se podařilo alespoň přibližné zařazení podložních hornin ve smyslu ČSN 73 1001. Na základě tohoto průzkumu uskutečnilo se v Heidelbergu koncem července t.r. zásadní jednání, na němž bylo rozhodnuto, že silo bude založeno hlubinně na vrtaných pilotách prof.1220/1050 mm délky 16 - 29 m s tím, že tyto piloty budou vetknuty na potřebnou délku do skalního podloží. S ohledem na existenci podřízených vrstev a čoček zvodnělých písků bylo třeba počítat s pažením pilot v celé délce. Po obtížném jednání se nakonec podařilo německého partnera přesvědčit o
možnosti provádění pilot pod ochranou pažící jílové suspenze. Celkový počet pilot vyšel na 165 ks, celková metráž pak na 3 218,6 m pilot. Na základě tohoto jednání jsme zpracovali prováděcí projekt pilotového založení sila a vlastní práce byly zahájeny v srpnu 1998.
Základová deska sila má tloušťku 0,80 m a průměr 34,0 m. Po obvodě je v pásu šířky 4,0 m zesílena na tl. 1,1 m. Pod deskou jsou průběžné odtahové kanály se železobetonovými stěnami a deskou. Základové piloty jsou navrženy symetricky k obvodu sila ve dvou soustředných kruzích (celkem 68 ks). Další piloty jsou pod stěnami kanálů (65 ks) s hlavou sníženou o 3,90 m. Konečně 32 pilot je pod zbývající částí desky (viz obr. č.1). Piloty jsou vyztuženy armokoši s minimální výztuží tvořenou 8 prof.(V) 20 mm po celé délce.
Před zahájením pilotážních prací byl na staveništi zřízen podkladní beton v tl. 150 mm s povrchem na spodní úrovni budoucí základové desky tl. 0,80 m. Piloty byly vrtány z takto připravené pracovní plošiny. Byla využita vrtná souprava DELMAG 1413. Po provrtání desky z podkladního betonu byla osazena úvodní ocelová pažnice prof.1220 mm délky 3,0 m, která vyčnívala cca 0,5 m nad pracovní plošinu. Dále bylo vrtáno pod ochranou jílové suspenze, která byla vyráběna, skladována a recyklována přímo na staveništi. Piloty byly ukončeny ve skalním podloží na základě následujících kriterií:
- minimální hloubka vetknutí do horniny R4 je 0,70 m za předpokladu, že pod patou piloty je nejméně stejně kvalitní hornina o mocnosti alespoň 3,0 m,
- minimální hloubka vetknutí do horniny R3 je 0,50 m za předpokladu, že pod patou piloty je nejméně stejně kvalitní hornina o mocnosti alespoň 3,0 m,
- pokud při povrchu skalního podloží bude zastižena hornina R5, potom délka vetknutí činí nejméně 2,0 m s tím, že pata piloty je na délku alespoň 0,50 m v hornině R4 a pro podloží platí bod 1.
V průběhu provádění byl na staveništi přítomen dozor investora, geolog a projektant, kteří kontrolovali technologii provádění a podmínky zahloubení pilot do skalního podloží. V případě nejasností byl ze dna vrtu pro pilotu proveden maloprofilový bezjádrový vrt a pomocí mechanické karotáže (měřením času potřebného k odvrtu každých 0,50 m při stejných vrtných parametrech) bylo usuzováno na kvalitu podloží. Po dovrtání bylo zahájeno čištění vrtu - přečišťování jílové suspenze. Kolona rour s dolním kalovým čerpadlem byla do vrtu zapuštěna a ze dna se odčerpávala znečištěná suspenze, která se přes čističku vracela po vyčištění opět do vrtu. Čištění jedné piloty trvalo kolem 2 hodin. Během čištění byly průběžně odebírány vzorky suspenze, na nichž byl zjišťován obsah písku, který nesměl převyšovat 3 %. Po přečištění vrtu byl osazen armokoš, který byl spojován montážními spojkami přímo nad vrtem a betonováno bylo pomocí sypákových rour transportbetonem C 16/20. První měsíc pracovala osádka v prodloužených denních směnách, později ve dvou prodloužených směnách, tedy prakticky nepřetržitě. Průměrný denní výkon byl kolem zpočátku kolem 50 m, později až 80 m pilot. Celková doba provádění pilot činila 8 týdnů, další 4 týdny však zabrala likvidace zařízení staveniště, odvoz vyvrtané zeminy znečištěné suspenzí, bourání podkladového betonu a hlavně úpravy hlav pilot, tj. odbourání přebetonované části dříku na projektovanou úroveň.
|