Monitorování staveb při ražbě Královopolského tunelu v Brně

Abstrakt: Jednou z nejvýznamnějších a do jisté míry komplikovanějších staveb v poslední době v Brně, byl Královopolský tunel, pod ulicemi Dobrovského a Veleslavínova. Obecný předpoklad byl, že ve stávajících objektech nad prováděným tunelem budou vznikat poruchy cihelného zdiva ve formě trhlin. Během ražby také docházelo k poklesům a naklonění těchto objektů. V článku je vybrána jedna z budov, kde se projevy ražby objevovaly. Jednalo se o objekt, který je zapsán do státního seznamu kulturních památek Jihomoravského kraje.

Úvod

Před tím, než byla zahájena stavba tunelu, bylo nutné zpracovat stavebně technický průzkum, při němž byl zdokumentován aktuální stav objektů. Vybraná budova byla shledána ve velmi špatném technickém stavu. Obzvláště památkově chráněná fasáda byla narušena značnou vlhkostí. Lokálně docházelo i k opadávání omítky. Vlhkost se nacházela také v suterénu.

Článek, z pohledu znalce, stanovuje postup v zaznamenávání a sledování trhlin a náklonů. Časový průběh trhlin byl sledován v letech 2001–2006, vždy po ražbě kontrolních štol, a dále byl od roku 2007, při ražbě tunelu, sledován kontinuálně. Záznamy sledování jsou v časové závislosti graficky zobrazeny na obr. 2 a 3 a kompletní výsledky jsou pak publikovány v závěrečné zprávě viz [1].

Na základě projektové dokumentace „Statické zajištění stávající povrchové zástavby” bylo navrženo a posléze také provedeno statické zajištění objektu.

Popisy a technické posudky před a v průběhu monitorování stavby

Při ražbě Královopolského tunelu, pod ulicí Dobrovského v Brně, docházelo k poklesům a naklonění stávajících objektů. V článku je vybrána jedna z budov, kde se projevy ražby objevovaly. V této kapitole je popsán vybraný objekt před monitorováním, zajištění budovy před prováděnými pracemi a soupis trhlin po provedení ražby. V závěru je popsáno doporučení oprav trhlin.

Popis objektu

Sledovaným objektem byl bytový dům o více bytových jednotkách, se třemi nadzemními podlažími a jedním podzemním podlažím. Tato budova byla postavena před rokem 1920. Rekonstrukce s modernizací byla provedena v roce 1978. Stavební úpravy vnitřních prostor podzemního podlaží budovy byly zhotoveny v roce 2006. Objekt má památkově chráněno uliční průčelí, viz obr. 1, které je zapsáno do státního seznamu kulturních památek Jihomoravského kraje pod pořadovým číslem rejstříku 7959 ze dne 11. listopadu 1988. Celý objekt se nachází v ochranném pásmu Městské památkové rezervace Brno.

Popis konstrukcí stavby

Základová konstrukce byla, dle dostupných pramenů, vyzděna pravděpodobně z cihelných pásů. Izolace proti vodě nebyla technickým ohledáním zjištěna. S velkou pravděpodobností tedy budova nemá ani svislou, ani vodorovnou hydroizolaci. Nosné stěny budovy jsou zděny z plných cihel, v nadzemních podlažích tloušťky 450 mm a v suterénu místy až 800 mm. Stropní nosné konstrukce nad suterénem jsou provedeny z cihelné klenby a nad ostatními podlažími jsou stropy dřevěné trámové.

Střecha nad budovou je šikmá sedlového tvaru s dřevěným krovem a s vikýřem zasahujícím do vstupního průčelí. Krytinu střechy tvoří taška pálená a oplechování bylo v době ohledání nově provedeno z pozinkovaného plechu a ještě nebylo natřeno.

Podlahové konstrukce v objektu jsou tvořeny z více materiálů, jako například cihelná dlažba, betonová mazanina ve sklepě, PVC, keramická nebo teracová dlažba, dřevěné podlahy v obytných místnostech.

Okna převažují dřevěná dvojitá a v suterénu jsou použita okna kovová jednoduchá. Dveře jsou dřevěné hladké plné nebo prosklené, po většině do dřevěných zárubní.

Zajímavým prvkem vstupní fasády je arkýř nad vstupními dveřmi, probíhající až do druhého podlaží.

Zajištění objektu před ražbou kontrolních štol

Statické zajištění objektu bylo navrženo a provedeno podle projektové dokumentace „Statické zajištění stávající povrchové zástavby nad tunelem Silnice I/42 Brno” [1].

Rozsah zajišťovacích prací byl u většiny objektů podobný. Ve sledované budově byly osazeny ocelové rámy v oslabených průřezech nosných stěn v suterénu i nadzemních podlažích. V prvním nadzemním podlaží byla navíc ještě osazena ocelová táhla pod stropní konstrukcí pro celkové ztužení budovy.

Popis zjištěných poruch před zahájením stavby

Soudně znalecká dokumentace (stav byl zdokumentován podrobně k 25. 1. 2008) byla zpracována ještě před zahájením ražby tunelu a byly v ní podrobně popsány všechny závady, jako například:

• trhliny v nenosných příčkách,
• trhliny v nosném zdivu objektu (trhliny od 0,1 až do 2 mm),
• trhliny ve stropních konstrukcích (trhliny od 0,1 až do 2 mm),
• trhliny v podlahové konstrukci (trhliny do 2 mm),
• trhliny ve fasádních stěnách, střešní římse či v omítkách objektu (od 0,1 až do 2 mm),
• trhliny v prostoru dilatačních spár mezi budovami tl. do 10 mm (po celé výšce objektu),
• plošné opadávání fasádních omítek
• zjištěna plošná vlhkost nosného zdiva objektu, zejména v 1. PP a v 1. NP objektu.

Soupis zjištěných poruch k opravám

Pod objektem byly po dobu průchodu ražby prováděny kompenzační injektáže. Během ražby tunelu a to v období od zahájení ražby tunelu v srpnu 2008, do prohlídky pro zpracování škod po průchodu tunelu do září 2010, byl zaznamenán nárůst trhlin do tloušťky 2 mm, výjimečně až 3 mm, přičemž většina trhlin byla původně vlasových. Dále zde došlo místy ke zkřížení rámů oken a dveří. V některých místnostech v 1. PP, ale i ve vyšších podlažích, byl avizován propad, resp. vzdutí podlah.

Monitorovány byly poruchy v interiéru objektu, projevy na fasádách vzhledem k jejich stavu a nezbytnosti oprav sledovány nebyly.

První čelba dílčího výrubu tunelu postoupila 50 m před líc objektu přibližně v říjnu 2008. Poslední dílčí výrub byl v profilu objektu vyražen v lednu 2009.

Vznik a největší rozvoj již existujících trhlin byl zaznamenán právě v tomto období, tj. od října 2008 do února roku 2009. V dalším období byl průběžně, po celé období až do současnosti, zaznamenáván vznik nových a rozvoj stávajících poruch.

Na základě požadavků monitoringu (schválených investorem) byly provedeny některé dílčí opravy poškození ve formě odstranění uvolněných omítek, oprav zkřížených oken a dveří apod.

Z každé fyzické prohlídky objektu bylo investorem doporučeno sepsat protokol, ve kterém byly zaznamenány nové poruchy nebo změny oproti minulým prohlídkám. Veškeré protokoly jsou archivovány tak, že jeden originál má u sebe vlastník nemovitosti a druhý investor [1].

Monitorování deformací

Deformace a náklony byly průběžně měřeny během ražby tunelu, v období od 27. 3. 2008 až do 8. 11. 2010. Byly zaznamenávány do protokolů a na závěr byly sestaveny výsledné tabulky a grafy [1]. Pro čtenářovu představu byly do tohoto článku vybrány následující grafy, znázorňující měření náklonů a měření deformací v časové závislosti.

Závěr

Ze závěrečné zprávy monitoringu bylo doporučeno, že definitivní opravy škod na objektech nadzemní zástavby způsobené ražbou Královopolského tunelu mohou být zahájeny po splnění několika podmínek. Jednalo se především o:

• uplynutí doby 3 měsíců od provedení definitivního ostění tunelu pod objektem,
• ustálení měřených deformací a náklonů.

Vzhledem k naměřeným hodnotám a k faktu, že definitivní ostění tunelu pod předmětným objektem bylo provedeno v již únoru 2010, lze stav objektu z pohledu vývoje jeho poškození a průběhu deformací (fyzické prohlídky, měření nivelací atp.) považovat za stabilizovaný.

Práce na odstraňování škod (zapravení trhlin) bylo možno na objektu zahájit již koncem roku 2010, provoz tunelu byl zahájen na podzim roku 2012.

Vzhledem ke stavu objektu a k naměřeným hodnotám bylo doporučeno i nadále objekt monitorovat (fyzické prohlídky objektu, nivelační měření) i po zahájení provozu v tunelu.

Literatura:

[1] RYCHTECKÝ, Martin: Závěrečná zpráva pro zahájení oprav škod po průchodu Královopolského tunelu-stavba „Silnice I/42 Brno, VMO Dobrovského”. Brno, září 2010, s. 21.

[2] BRADÁČ, Albert a kol.: Soudní inženýrství. Brno, CERM Akademické nakladatelství, s.r.o. 1999, s. 725, ISBN 80-7204-133-9

[3] Firma INSET s.r.o. Stavebně technický průzkum stávající povrchové zástavby nad tunelem Silnice I/42 Brno, VMO Dobrovského B”, SO 617.84 Dobrovského 13”, 2000, s. 20.

Firma INSET s.r.o. dala souhlas s použitím materiálů pro publikování.