Monitoring deformací stavební jámy hotelu Evropa

1. Úvod

Hotel Evropa Praha
(autor Raimond Spekking: via wikimedia commons)

Příspěvek se zčásti zabývá návrhem zajištění stavební jámy pro rekonstrukci a dostavbu hotelu Evropa v Praze 1, Václavské náměstí 25, zčásti pak rozsáhlým monitoringem deformací stěn této stavební jámy a stávajících okolních objektů. Hotel Evropa, (původně hotel Šroubek), postavený v r. 1872 architektem Josefem Schulzem v novorenesančním slohu byl v letech 1903 až 1905 přestavěn ve stylu secese a v r.1958 byl zapsán do seznamu kulturních nemovitých památek. Od roku 2007 byl mimo provoz. Budova s lícem do Václavského náměstí má 2 PP a 6 NP, objekt do dvora, jenž byl v rámci rekonstrukce zbourán, měl pak 1 PP.

V rámci probíhající rekonstrukce a dostavby nebyly v historické budově prováděny žádné razantní zásahy, pouze v 2. suterénu došlo v důsledku situování wellness centra k prohloubení podlahy o 1,2 m, a tedy k nutnosti plošného podchycení základů pomocí tryskové injektáže, (dále jen TI). Dvorní dostavba půdorysných rozměrů asi 41 × 21 m má nově 3 PP a 9 NP a vyplňuje prakticky celý prostor původního dvora a sahá od historické budovy na západě až po dvorní křídlo České pošty na východě. V rámci inspirace kubismem má 4. až 9. NP půdorysný tvar elipsy s lichoběžníkovými okny, přímkovými 3D a velkými prosklenými plochami. V 8. NP dostavby se je navržena panoramatická restaurace s výhledem na Prahu nad střechami přilehlých objektů.

2. Geotechnické poměry a návrh zajištění stavební jámy

Obr. 1: Řez starým a novým objektem hotelu Evropa ve směru Z–V

Geotechnické poměry na staveništi jsou relativně dobře známé a nelze je považovat za mimořádně komplikované. Předkvartérní podloží je tvořeno proterozoickými horninami ordovického stáří, které náleží vesměs do souvrství dobrotivského. To je tvořeno jílovitými a prachovitými břidlicemi, jež jsou na svém povrchu do hloubky až 5,0 m silně zvětralé a náleží do tř. R5/R6. Níže jde o břidlice zvětralé až navětralé tř. R5/R4. Povrch břidlic je na staveništi v hl. 13,5–14,1 m, tj. na kótě cca 184,40 až 183,80 m n.m., a mírně klesá k SSZ.

Kvartérní pokryv je tvořen (odspodu) fluviálními sedimenty, což jsou štěrky tř. G2 a G3 jež směrem k povrchu obsahují převažující písčitou frakcí a lze je zatřídit do tř. S2–S4. Na celém staveništi se vyskytuje cca 4 m mocná vrstva antropogenních navážek, jež jsou málo ulehlé až kypré a obsahují stavební suť.

Hydrogeologické poměry na staveništi vyplývají z poměrů geologických a rovněž nejsou komplikované. Podzemní voda s hladinou vesměs volnou je vázána na bazální část fluviálních sedimentů, jež se vyznačují propustností průlinovou. Směr proudění podzemní vody je pak vesměs od JJV k SSZ. Voda v obou provedených sondách S1 a S2 byla naražena těsně nad úrovní povrchu poloskalního podloží, tj. v hl. 13,0 m, resp. 14,0 m. Jde o vodu středně mineralizovanou, nicméně vyznačující se nízkou agresivitou na betonové konstrukce (XA1).

Obr. 2: Půdorys stavební jámy a jejího zajištění

Na rovinném staveništi s průměrnou úrovní povrchu na 197,80–198,00 m n.m., (±0,0 = 197,89 m n.m.) byla navržena stavební jáma zhruba obdélníkového tvaru se dnem na základní úrovni −9,20 m = 188,69 m n.m., s malými sníženími na −9,70 m v západním rohu a s větším snížením na −11,20 podél východní strany v délce kolem 18 m. Přístup na staveniště byl pouze úzkým průjezdem z ulice Jindřišská, který neumožňoval využití běžné techniky pro provádění pažicích konstrukcí např. pomocí podzemních či pilotových stěn, nebo pomocí záporového pažení. Navíc byl prakticky celý obvod stavební jámy zastavěn vícepodlažními, vesměs starými objekty, které bylo nutné podchytit. Jako jediná možná metoda pro kombinaci zajištění stavební jámy a podchycení stávajících konstrukcí byla zvolena víceřadá TI, kotvená ve 2–4 úrovních. Původním záměrem investora byla stavební jáma hloubky 9,20 m, avšak v průběhu výstavby byl požadavek upřesněn na jámu celkové hloubky 12,4 m, což znamenalo doplnění pažicích konstrukcí v průběhu výstavby. Půdorysné schéma jámy je na obr. 2.

Základové zdivo stávajících objektů bylo obnaženo do úrovně ±0,0 a zpevněno vrstvou vyztuženého stříkaného betonu tl. 100 mm, fixovaného hřebíky R12 v rastru 0,6/0,6 m. Podle hloubky jámy a složitosti příčného profilu byla TI prováděna jako jednořadá až třířadá s průměrem sloupů 1,0 m a 1,2 m s min. požadovanou pevností v prostém tlaku 5,0 MPa. Stabilita stěn byla zajištěna pomocí dočasných pramencových kotev prováděných ve 2–3 úrovních. V průběhu prací, kdy již byla zajištěna větší část obvodu jámy, vznesl investor požadavek na vybudování 3. úrovně suterénu, což znamenalo prohloubení jámy asi o 3 m a nutnost „podchycení“ stávající, nově vybudované kotvené konstrukce ze sloupů TI. Tento požadavek vedl k mimořádně náročným opatřením, jejichž příklad je na obr. 3.

Obr. 3: Příklad řezu 5 se zajištěním stavební jámy u objektu České pošty

Obr. 4: Příčný řez pažením pomocí MZ stěny kotvené

K zapažení části jámy v délce asi 18 m podél jediné nezastavěné části na S straně bylo využito mikrozáporové (dále jen MZ) pažení, kotvené původně ve 3 úrovních, po prohloubení jámy došlo však k jeho podchycení stěnou z TI a k přídavku další kotevní úrovně, (obr. 4).

3. Monitoring deformací

S ohledem na mimořádně náročný projekt zajištění stavební jámy v husté zástavbě byl součástí realizační projektové dokumentace také podrobný návrh geotechnického monitoringu, který byl rozdělen do dvou etap, přičemž 1. etapa se týkala výstavby stavební jámy ve dvorní části staveniště a 2. etapa se týkala podchytávání stávající, historické budovy hotelu Evropa. První etapa probíhala od 6. 9. 2018, kdy se uskutečnilo osazení měřických bodů pro sledování 3D deformací a jejich zaměření. Měření probíhalo dalších 36 etap a ukončeno bylo dne 6. 2. 2020, v souvislosti s postupem výstavby dvorní části objektu, který byl již zastavěn do úrovně stropu nad 1. NP, a tudíž většina měřických bodů byla již zakryta. Druhá etapa započala v předstihu, tj. dne 14. 11. 2019, kdy bylo v suterénu staré budovy hotelu Evropa osazeno celkem 27 měřických bodů pro sledování svislých deformací, a dále 5 bodů na západní fasádě hotelu Evropa (do Václavského nám.) pro kontrolní sledování 3D deformací. Tato etapa probíhala do června 2020. V současné době probíhá monitoring deformací žb. konstrukce dvorní vestavby v úrovní 4. až 8. NP, v místech rozsáhlé konzoly. V příspěvku budou prezentovány výsledky 1. a 2. etapy geotechnického monitoringu, který svým rozsahem a dobou trvání patřil k nejrozsáhlejším v České republice.

Na obr. 5 je schéma měřických bodů, jež jsou umístěny podle tabulky 1, v níž jsou uvedeny i velikosti varovných stavů.

Geodetická měření deformací prováděla zkušená firma, přičemž požadovaná a dosažená přesnost měření jak svislých, tak i vodorovných přetvoření byla 0,001 m. S ohledem na tvar stavební jámy a její orientaci, byl zvolen místní souřadný systém, kdy osa +x směřuje k S a osa +y pak k V. Pro posouzení výsledků monitoringu byla zvolena pouze metoda přesného geodetického 3D sledování měřických bodů, neboť jde o metodu nejuniversálnější, jež poskytuje nejlépe srozumitelné výsledky.

Obr. 5: Schéma umístění měřických bodů v okolí stavební jámy pro 1. etapu monitoringu

Po celou dobu výstavby probíhala neustále vizuální kontrola stavebního stavu a každá i nepatrná porucha, (vlasová trhlina apod.) byla ihned zaznamenána. Skupina RAMO se běžně scházela ve 14denních intervalech a hodnotila podrobně naměřené údaje, jež byly vždy k dispozici s 2–3denním předstihem. V tabulce 2 je dokumentováno dosažení, resp. překročení 1.v.s. a event. i 2.v.s. v průběhu některých etap měření.

Z tabulky 2 je patrné množství bodů, v nichž byl překročen 1.v.s., jež vychází na 14,5 až 30,0 % všech měřených bodů. To je dáno na jedné straně již zmíněnými velmi přísnými deformačními kritérii, na straně druhé pak realizovanou metodou zajištění stavební jámy – stěnou ze sloupů kotvené TI, jež tvoří relativně měkkou konstrukci z hlediska příčných deformací a samozřejmě i náchylnou na vznik deformací svislých, a to jak kladných (zvednutí podchycované konstrukce), tak i záporných (následné dosednutí ve vztahu k tuhnutí sloupů). V případě dosažení 2.v.s. kolísalo množství bodů od 0 do 12,1 %. Popisované deformace ve většině případů samozřejmě souvisely s drobným poškozením zejména výplňového zdiva na okolní zástavbě, nicméně žádná výrazná porucha, jež by znamenala bezprostřední ohrožení zástavby, nenastala.

Na obr. 6 a 7 jsou graficky vyznačeny časové průběhy vodorovných a svislých deformací 3 bodů ve svislém řezu na objektu Nadace ABF (body 112, 212 a 303).

Obr. 6: Časový průběh vodorovných deformací bodů na objektu Václavské nám. 828/23

Obr. 7: Časový průběh svislých deformací bodů na objektu Václavské nám. 828/23

Dosti výrazně byly deformace ovlivněny také teplotou, což bylo možné zaznamenat i v průběhu dne.

Druhá etapa geotechnického monitoringu započala dne 14. 11. 2019, kdy bylo osazeno celkem 27 bodů na suterénním zdivu v 2. PP stávající budovy hotelu Evropa a 5 bodů na vnější fasádě v 1. NP a uskutečnilo se nulté měření. Body slouží pro měření svislých deformací s deklarovanou přesností 0,0005 m. Na základě projektového řešení se zde uskutečnilo podchycení stávajících základů pomocí krátkých a mírně šikmých sloupů tryskové injektáže ve štěrcích.

Celkem se uskutečnilo 8 etap měření (poslední dne 30. 6. 2020), přičemž z původních 27 bodů bylo celkem 12 bodů zničeno a 3 body byly zasypány. Koncem března 2020 bylo rovněž dokončeno tryskání sloupů a tím byly práce na podchytávání prakticky ukončeny. V průběhu těchto prací byly zaznamenány jisté velikosti svislých deformací bodů, a to jak sedání (do cca 3 mm), tak i zdvih do cca 4 mm. Tyto deformace se po skončení prací postupně ustalují, jak vyplývá z časového průběhu svislých deformací na obr. 8.

Obr. 8: Časový průběh svislých deformací bodů v suterénu stávající budovy hotelu Evropa

4. Závěr

Stručně popsaný geotechnický monitoring realizovaný při výstavbě stavební jámy a podchytávání stávající budovy hotelu Evropa v Praze 1, Václavské náměstí 826/25 patří jak svým rozsahem, tak i dobou jeho trvání k nejrozsáhlejším a nejpodrobnějším ze všech, jež byly v naší republice kdy realizovány. První etapa trvala po dobu 18 měsíců, druhá etapa 8 měsíců. Příkladná byla zejména organizace RAMO a rychlost předávání výsledků měření, jež byly vždy jasně a přehledně zpracovány a presentovány. Výstavba technicky náročné a komplikované stavební jámy proběhla tak úspěšně, bez jakékoliv mimořádné události a se zcela zanedbatelným vlivem na sousední zástavbu. Monitoring této stavební jámy může tak sloužit jako příklad hodný následování pro stavby podobného charakteru.

5. Literatura

1. MASOPUST, J. a kol.: Rizika prací speciálního zakládání staveb, ČKAIT Praha, 2011
2. MASOPUST, J.: Navrhování základových a pažících konstrukcí, ČKAIT Praha, 2018.