Zajištění stavební jámy pro DRN a podchycení historicky cenných objektů v centru Prahy

Začátkem druhé poloviny roku 2014 bylo dokončeno zajištění hluboké stavební jámy paláce DRN v centru Prahy. Hloubka výkopu dosahovala přes 14 m, dno se nacházelo 4 m pod úrovní hladiny podzemní vody a cca 2 m pod úrovní povrchu skalního podloží. Hlavní část po obvodu stavební jámy byla zajištěna pomocí tělesa tryskové injektáže kotveného ve více úrovních. Na necelé třetině obvodu bylo použito záporové pažení doplněné tryskovou injektáží pod úrovní hladiny podzemní vody. Součástí zajištění stavební jámy bylo i rozsáhlé dočasné podchycení památkově chráněných dvorních křídel objektu Mikulandská 7 pomocí ocelové konstrukce a mikropilotových bárek.

Situace stavby, hlavní část stavební jámy byla zajištěna pomocí kotveného tělesa tryskové injektáže (TI), památkově chráněná dvorní křídla objektu Mikulandská 7 byla dočasně podchycena pomocí ocelové konstrukce a mikropilotových bárek (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.)

Historie místa stavby

Celá lokalita stavby má dlouhou a bohatou stavební historii, která začíná minimálně ve 14. století výstavbou gotických domů. Jejich přízemí se nacházelo zhruba o 4 m níže, než je dnešní úroveň chodníků a vozovek. V průběhu dalších století došlo ke slučování a přestavbě jednotlivých objektů. Proluka na Národní třídě vznikla v roce 1966, kdy se přistoupilo k demolici dvou domovních objektů, č. p. 136-II a č. p. 137-II. Zhruba polovina plochy po demolici byla využita na rozšíření chodníků odpovídající již šíři chodníku před palácem Dunaj, který pochází z doby první republiky, a zbývající plocha sloužila řadu desetiletí jako parkoviště. Až v roce 2005 byla parcela prodána městem Praha soukromému investorovi, který koupil i přiléhající sousední barokní palácový objekt s průčelím do Mikulandské ulice a s členitým dvorním traktem, známý jako Schönkirchovský palác, č. p. 135-II, který byl postaven v letech 1726 až 1734. Poslední větší stavební práce na tomto objektu byly provedeny začátkem 20. století, kdy bylo přistavěno třetí poschodí (4. NP).

Řezy na rozhraní objektu Mikulandská a paláce Dunaj (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.) 
Řezy na rozhraní objektu Mikulandská a stavební jámy (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.) 

Archeologický průzkum

V rámci stavby proběhl v půdorysu stavební jámy i záchranný archeologický průzkum. Archeologové Národního památkového ústavu objevili i nálezy staré cca čtyři tisíce let. Šlo o několik desítek jam, na dně jedné z nich bylo nalezeno značné množství úlomků keramiky. Z nich archeologové poskládali téměř kompletní nádobu pocházející ze starší doby bronzové, tedy z období zhruba dva tisíce let před naším letopočtem.

Geologické a hydrogeologické poměry

Původní podklad o inženýrskogeologických a hydrogeologických poměrech vycházel pouze z archivních zdrojů a až v průběhu provádění zápor byl zpracován doplňující inženýrskogeologický průzkum, který byl vyhodnocen ze tří vrtů pro zápory. Mocnost kamenitopísčitých navážek, středně ulehlých až ulehlých, je 3,5 až 5 m, pod nimi se postupně nacházejí tři vrstvy kvartéru. Povrch skalního podloží byl zastižen v hloubce 12 až 13 m pod úrovní chodníku, avšak vrchní vrstvy skalního podloží byly velmi rozmanité (střídaly se oblasti prokřemenělých vrstev i břidlic s lavicovitou odlučností o mocnosti až 200 mm přes oblasti měkkých tmavých břidlic s břidličnatostí pod 1 mm až k oblastem se zcela rozloženou vrchní vrstvou břidlic na tuhý jíl), což mělo nepříznivý vliv na pažicí konstrukci stavební jámy, konkrétně na zavázání sloupů tryskové injektáže (TI) do skalního podloží a zajištění proti průsakům podzemní vody do stavební jámy. Hladina podzemní vody byla ověřena na úrovni cca 10,5 m pod úrovní chodníku.

Provádění TI z omezeného pracovního prostoru mezi klenbami (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.)
Dílčí výkopová úroveň a obnažené sloupy TI, směrem k patě sloupů TI se zmenšuje jejich odsekávaná část (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.)
Provádění mikropilot z dílčí výkopové úrovně, které zajišťovaly pažení ve zvětralých vrstvách skalního podloží pod patou TI (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.) 

Návrh technického řešení

Bohatá historie místa stavby se promítla do náročnosti návrhu řešení i do vlastního provádění zajištění stavební jámy a podchycení objektů uvnitř jejího půdorysu. Vlastní objekt Mikulandská 135/7 je památkově chráněný, odstraněny mohly být pouze některé části přistavované v pozdější době. Objekt je tvořen čtyřmi samostatnými částmi: palácovou budovou situovanou v uliční čáře Mikulandské ulice a třemi dvorními křídly, označovanými jako jižní, severní a západní. Půdorysný tvar stavební jámy s celkovým obvodem cca 192 m lze zjednodušeně přirovnat k obdélníku, ze kterého je ve východní části vyjmuta pouze palácová budova. Pro tři dvorní křídla objektu Mikulandská 135/7 bylo proto nutné navrhnout dočasné podchycení, které by umožnilo plnohodnotný výkop jako v nezastavěných částech stavebního pozemku. Za tím účelem bylo navrženo podchycení pomocí mikropilotových bárek a ocelové konstrukce složené z příčníků a podélníků v úrovni zhlaví mikropilot, tj. v úrovni cca 0,5 m nad povrchem veřejných komunikací v okolí stavby. Mikropilotové bárky byly kompletovány následně v dílčích krocích s probíhajícím výkopem stavební jámy. Vytvářeny byly propojováním jednotlivých mikropilot do skupin pomocí ocelových příčlí a diagonál v daných hloubkových úrovních. Postupně tak vznikaly příhradové ocelové sloupy nesoucí podchycované části křídel objektu Mikulandská 135/7. Kořeny mikropilot zasahovaly 4 m pod úroveň definitivního výkopu.

Vytváření dočasného podchycení z ocelové konstrukce u jednoho z řady zděných pilířů (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.)

K obvodu stavební jámy přímo přiléhají sousední objekty: budova školy (Mikulandská 5), palác Dunaj (Národní třída 10), Apoštolská nunciatura (Voršilská 12) a konečně vlastní palácová budova (Mikulandská 7). Základy přiléhajících nosných zdí, resp. nosných sloupů, uvedených objektů byly přímo podchyceny sloupy TI, které vytvořily po obvodě stavební jámy souvislé těleso, které umožnilo maximální využití stavebního pozemku. Jedinou výjimku tvořila přiléhající štítová zeď Apoštolské nunciatury, kde byla podchytávaná obvodová stěna součástí provozované kaple a nesmělo v žádném případě dojít k jakýmkoliv deformacím. V úseku délky cca 10 m bylo proto před tímto štítem provedeno předsazené těleso TI. Jednalo se o jednu z podmínek stavebního povolení. Vzhledem k omezené tloušťce pažicí konstrukce zde bylo těleso TI vyztuženo dvěma řadami svislých mikropilot z ocelových trubek 127/12,5 mm, spojených v úrovni horní hrany pažení masivní železobetonovou převázkou.

Mikropilotové bárky výrazně omezovaly pozici vrtné soupravy při provádění zemních kotev, návrtný bod se nachází pod podchycovaným objektem cca 7 m od dolní části lafety vrtné soupravy (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.)

Hlavní objem tělesa TI tvořily sloupy Ø 1,5 m. V doplňující druhé řadě sloupů TI, která kromě statické funkce měla i funkci dotěsňující, měly sloupy Ø 1,2 m. Ve specifickém úseku u Apoštolské nunciatury byly navrženy dvě řady sloupů TI Ø 1 m. Na stavbě byly využity i sloupy TI Ø 0,8 m a kratších délek, které byly navrženy buď kvůli vytvoření ochrany podchycovaného gotického zdiva ještě předtím, než se v daném místě prováděly sloupy Ø 1,5 m, anebo v místech, kde byla značná členitost podchycovaného sousedního objektu.

Výkop stavební jámy zasahoval až do skalního podloží, a to přibližně 2 m. Ve skalním podloží již nelze provádět sloupy tryskové injektáže, a proto byly pro přenos zatížení z paty tělesa TI pažicí konstrukce přes rozložené a zvětralé vrstvy břidlic nacházející se přímo pod patou TI až pod úroveň definitivního výkopu navrženy mikropiloty z ocelových trubek 114/10 mm, lokálně 127/12,5 mm. Jejich umístění po obvodě stavební jámy bylo v jedné řadě s osovou vzdáleností 1,2 m kromě úseku u Apoštolské nunciatury.

V úsecích podél Národní třídy a podél ulice Mikulandské, kde ke stavebnímu pozemku přímo přiléhají veřejné komunikace, bylo po obvodu stavební jámy navrženo kotvené záporové pažení z válcovaných profilů IPE s dřevěnými pažinami. Kořeny zápor z prostého betonu již byly navrženy dříve tak, aby umožnily souvislé dotěsnění stavební jámy pod úrovní hladiny podzemní vody (HPV). Horní hrana kořenů zápor byla navržena nikoliv v úrovni definitivního výkopu, ale 1 m nad ustálenou HPV. Rovněž průměr vrtů pro zápory byl navržen 0,88 m, tzn. větší než by bylo nezbytné ze statických důvodů nebo pro osazení navržených ocelových profilů. V úrovni pod HPV byly místo pažin navrženy mezi betonovými kořeny zápor dotěsňující sloupy TI Ø 1,5 m se zmenšenou osovou vzdáleností, aby byl zaručen dostatečný vzájemný přeřez“ jednotlivých sloupů TI a kořenů zápor.

Úsek stavební jámy směrem k Mikulandské, kde vrtná souprava mohla stát přímo u návrtného bodu pro zemní kotvu (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb)

Pro zajištění stability pažicích konstrukcí byly navrženy převážně 3– a 4pramencové dočasné zemní kotvy, z celkové hloubky výkopu vycházely tři, resp. čtyři kotevní úrovně. Vzhledem ke specifickému geologickému profilu a úrovni HPV byly dvě nejhlubší kotevní úrovně pozičně předurčeny. Vyplývalo to z požadavku, aby nebylo zapotřebí provádět komplikovaná opatření při zhotovování zemních kotev se zhlavím pod úrovní HPV. Předposlední kotevní úroveň byla navržena těsně nad dlouhodobě ustálenou HPV. Nejnižší řada kotev byla navržena v takové úrovni, aby vrty procházely patou TI a dále již pokračovaly ve skalním podloží nebo aby zhlaví kotev bylo již v úrovni pod povrchem skalního podloží. Prováděcí projekt již předpokládal proměnnou úroveň povrchu skalního podloží a jeho kvalitu, což vedlo k určení profilu kotevních převázek až po dosažení dané úrovně výkopu, drobně se upravovala i výšková poloha 4. kotevní úrovně. Konečná úprava povrchu pažicích konstrukcí byla ve všech úsecích provedena pomocí stříkaného betonu s výztužnou ocelovou sítí a s vyrovnaným povrchem.

Pohled přes souvislou řadu zavětrovaných mikropilot, které podchycují jižní a západní křídlo objektu Mikulandská 7 (foto: Zdeněk Boudík a Libor Štěrba pro Zakládání staveb, a. s.)

Definitivní výkop stavební jámy dosáhl cca 14 m pod úroveň okolních komunikací, z toho cca 4 m pod úroveň HPV. Při pažení stavební jámy byl hlavním dodavatelem kladen extrémní požadavek na dosažení vodotěsnosti, navíc bez možnosti svést drobné průsaky podzemní vody systémem svislé drenáže pod povrchem pažicí konstrukce až k patě pažicí stěny a dále drenážní sítí ve dně stavební jámy do čerpacích studní. Právě problematický povrch skalního podloží si po celém obvodě stavební jámy vyžádal zřízení dodatečných opatření na styku s patou tryskové injektáže pro zamezení průsaků. Kromě použití stříkaného betonu s urychlovačem tvrdnutí byly prováděny maloprofilové injektážní vrty. Ty nejprve sloužily jako lokální sběrače“ průsaků při provádění stříkaného betonu a následně přes ně byla prováděna řízená nízkotlaká injektáž, která zajistila celkové dotěsnění.

Závěr

Provedení prací bylo náročné kvůli velmi stísněnému pracovišti, souběhu bouracích a přípravných prací a také kvůli zajištění plynulého zásobování staveniště v historickém centru Prahy a následným odvozem vyplaveného materiálu, především v dopravních špičkách, neboť na stavbě nebyl dostatek místa, který by umožnil vytvořit jímku pro vyplavený materiál, resp. zde byl zákaz výkopů přes danou kótu, která byla určena pro provádění archeologických prací. Díky rozsáhlému souboru opatření a technologií uplatněných při zapažení této hluboké stavební jámy a při podchycení původních konstrukcí se jednalo o mimořádné a technicky pozoruhodné dílo.

Články na toto téma vyšly poprvé v časopise Zakládání staveb 3/2014 vydávaném společností Zakládání staveb, a. s.

DRN

S výstavbou víceúčelového domu DRN na Národní třídě v Praze probíhala současně i důkladná a citlivá rekonstrukce sousední budovy barokního Schönkirchovského paláce. Obě stavby jsou vzájemně propojené, novostavba na původní objekt navazuje, prorůstá jej a stávají se harmonickým...

Betony pro DRN

Vzhledem k velikosti a náročnosti stavby a také vzhledem k řadě použitých technologií při jejím zhotovení lze DRN bez nadsázky nazvat palácem betonovým. Stavba, u které nebyla hlavním kritériem co nejnižší cena a nejkratší doba výstavby, ale u které šlo především o to postavit...