Rekonstrukce historického mostu v lokalitě Portz Insel

Cílem průzkumu bylo stanovení funkční způsobilosti a trvanlivosti mostu včetně posouzení jeho využitelnosti a zhodnocení stavu historických materiálů. V rámci průzkumu byly provedeny sondy pro zjištění způsobu založení konstrukce a pro určení tvaru pilířů, které byly dlouhá léta zasypány. Sondami byla na několika místech také ověřena skladba mostovky.

1. Úvod – základní charakteristika objektu

Most se nachází v historické krajině Portz Insel u Mikulova na státní hranici ČR a Rakouska. (Obr. 1). Byl postaven kolem r. 1636 spolu s letohrádkem Portz, který je kulturní nemovitou památkou.

Cílem projektu je obnovit část historické cestní sítě na ostrově a vytvořit nové propojení historického mostu se současnou silniční sítí vedoucí do Zollamt - Drassenhofenu.

Mostní konstrukce je tvořena šestnácti masivními cihelnými pilíři s jehlancovými břity a patnácti klenbami délky cca 100 m. Desáté pole bylo původně tvořeno dřevěným padacím mostem, což je ještě zachyceno na mapách z první třetiny devatenáctého století [2]. Parapetní zídky jsou cihelné. V násypu byla provedena vrstva jílové izolace jako součást hydroizolačního systému. Odvodnění bylo realizováno chrliči přes poprsní zídku. Chrliče jsou sestaveny ze dvou půlek keramické trubky délky cca 450 mm. Základy mostních pilířů jsou plošné, pravděpodobně byly založeny na dubových prazích v úrovni vodní hladiny. V době provádění průzkumů byl na mostovce nános náletové vegetace [1, 7].

2. Historie objektu

Most, který je patrně nejstarším barokním mostem v Čechách, byl postaven v roce 1636. Tehdejší území bylo součástí velkoryse komponované příměstské krajiny, kterou nechal vybudovat v 17. století kardinál Dietrichstein^*. Jedná se o jednu z prvních urbanizovaných příměstských krajin na Moravě a pravděpodobně i v širším prostoru na sever od Alp. Na ostrově v rybníku Portz (dnes Nový rybník) vyrostl Lusthaus v libosadu s květinovým parterem a lesní zahradou (oborou). Krátký úsek příjezdové cesty od bývalé císařské silnice z Vídně směrem k zámečku vedl přímo po historické hranici s Rakouskem. Ostrovní areál, spojený s městem Sedlec cihlovým mostem a dva a půl kilometru dlouhým oboustranným stromořadím, je mimořádným architektonickým dílem své doby. Tento areál je vyobrazen na původní mapě ze 17. století (Obr. 4–5). Ještě koncem 19. století je historiky označován jako krajinářský klenot jedinečné krásy. Most byl svědkem proměnlivého průběhu hranic napříč areálem. V určitých historických etapách ležel areál na území českém, v jiných etapách ležel z větší části na území rakouském.

Nejstarší dochovaný záznam o plánované opravě mostu je z první poloviny 17. století, kdy kardinál Dietrichstein před ohlášenou návštěvou císaře Leopolda I. na mikulovském zámku, zaslal mikulovskému hejtmanovi instrukce:

„Můstek na Insel ať je vysypán drobným štěrkem z lomu. Na Inslu je nutné opravit ohradní zeď kolem parčíku loveckého zámečku, vysadit zde špalír z křovin. V parčíku (Lustgarden) nahoře, kudy se jde k Themelově zahrádce, opatřit branku latěmi, aby zvěř nemohla do okrasné zahrady. Mělo by zde být 20–30 zajíců, protože císař tu bude lovit.“ [2, 3, 5, 6]

Přibližně po 250 letech nastal postupný úpadek komponované krajiny spojený s vysušením rybníka Portz v r. 1855 a realizací železniční tratě Břeclav–Znojmo v roce 1872. Nově vytvořený násep přeťal příjezdovou komunikaci od nedalekého mostu a zcela tak změnil celkovou dispozici. Úplný zánik krajiny a hospodářského využívání území nastal po zřízení hraničního pásma po roce 1948. Za tratí směrem k rakouské straně byl zbudován liniový zátaras tzv. železné opony. Jednalo se o přísně střežené hraniční pásmo v blízkosti státní hranice s Rakouskem.

3. Stavebně technický průzkum

3.1 Vizuální hodnocení/ předběžné průzkumy

Na základě vizuálního hodnocení vybrané části mostu (nejvíce odkrytá oblast mezi pilíři 7–8) byly identifikovány poruchy, které se vyskytují i v dalších částech konstrukce [1, 2, 3, 4, 6]:

1. Degradace a koroze kusových staviv a malty
2. Vypadávání kusového staviva z různých částí mostu (včetně celých řad zdiva v daném úseku)
3. Projevy vlhkosti, nefunkční hydroizolace (jílové těsnění) a odvodňovače (keramické chrliče)
4. Zřícení poprsních zídek
5. Biodegradace
6. Vandalismus

Klenba 3 – pilíř 5:

Tento pilíř a jeho základová konstrukce byly zasypány stejně jako pilíře v dalších částech mostu. U 3. klenby došlo působením vlhkosti k narušení zdiva v patě klenby a částečnému vyvalení zdiva poprsní zídky. Zdící prvky jsou porušené a dochází zde k vymývání pojiva. U 4. klenby zcela chybělo poprsní zdivo včetně římsy. Klenba zde byla odkryta, což vedlo k jejímu zanesení vrstvou hlíny a vegetací – viz Obr. 7.

3.2 Analýza a stanovení únosnosti mostu

Kopanou sondou S1 u pilíře číslo 6 na západní straně mostu bylo zjištěno založení mostu. Pod patou kleneb cihelných oblouků mostu začínají kamenné pilíře šířky cca 1,15 m provedené z velkých kamenných bloků z mušlovského vápence^** (Obr. 9). V místě sondy se jedná o 4 vrstvy vápencových bloků o celkové výšce cca 1,5 m. Pod touto úrovní bylo zjištěno rozšíření základů cca o 0,5 m. Vlastní oblouky mostu tvoří klenby z plných pálených cihel. V patě klenby je tloušťka zdiva 0,6 m, které přechází v klenbu tloušťky 0,45 m. Ve vrcholové části klenby je tloušťka 0,3 m. Cihly jsou o něco větších rozměrů než současné plné pálené cihly (cca 150 mm/ 300–310 mm).

Ve vrcholu kleneb tvoří klenáky 4 kónické cihly. Při opravě bude nutné dodržet kónický tvar klenáků a cihly budou kladeny na výšku.

Ve druhé kopané sondě (S2) bylo zjištěno, že nad pilířem je pata klenby šikmo zazděna a úroveň zazdívky je ve středu pilíře přibližně v úrovni rubu klenby ve vrcholu. Poprsní zdi a cihelné zábradlí se na konci mostu rozevíraly a byly opatřeny kamennými nákolníky, což je patrno ze sondy S3 u oblouku 10. Dle požadavku NPÚ je třeba chybějící nákolníky doplnit s důsledným zachováním jejich původního vzhledu (Obr. 11).

V provedené sondě je také viditelné zdivo „protiklenby“ nad pilíři, která zachycuje vodorovné síly vznikající v oblasti paty kleneb (Obr. 10).

Stanovení materiálových charakteristik zdiva:

Dle dochované dokumentace mostu z roku 1620 byl most se zvýrazněnými břity omítnut. Na některých cihlách byly při průzkumech dosud patrné zbytky původní omítky. Cihly byly provedeny z velmi kvalitního materiálu, který po staletí odolával cyklickému působení klimatických vlivů. Cihly byly podrobeny laboratorním analýzám, které neprokázaly zásadní působení degradačních procesů, zapříčiňující změny vlastností materiálu.

Dobrá kvalita cihel je dána technologií výrobního procesu. V 17. století se stavební materiál vyráběl pomaleji. Tehdejší cihláři napěchovali hlínu do forem a před vlastním vypálením je nechali měsíce vysychat. Tento výrobní proces zaručoval vysokou pevnost cihel. Většina cihel v případě mostu na Portz Insel byla označena písmenem „N“, což byla značka neboli výrobní kolek identifikace – kolek značil určitou kvalitu cihel z dané cihelny. Předpokládá se, že písmeno „N“ mělo značit iniciály názvu rakouské cihelny, kde byly cihly vyrobeny. Takovéto značení bylo velmi časté právě v 17. století u raně barokních staveb.

Stanovení vlastností mostovky (izolace, odvodnění a zásypu klenby):

Na základě odběrů původního historického materiálu mostovky a jejich laboratorního vyhodnocení bylo zjištěno, že původní mostovka byla mlatová na hlinitokamenitém zásypu s jílovou izolací v úrovni dvoudílných odtokových cihelných trubek. Tloušťka vrstvy jílu byla cca 60 až 100 mm. V odkrytých částech mostovky bylo viditelné, že jílová vrstva má kamennou příměs. K promísení jílu mohlo dojít tak, že vrstva mlatu se postupně vmísila do jílového těsnění. Vrstva jílu působí celistvým dojmem.

Jílové izolace či omazy byly v minulosti zcela běžné, bylo však nutné dodržovat určitý výrobní proces pro zajištění jejich kvality. Používaly se zejména jíly jemné, stejnorodé a vazné. Snadno tvarovatelné se jíly stávají ve vodní suspenzi s obsahem vody cca 20 % hm., jíl se zpracovával ve vodorovných vrstvách tloušťky cca 100 mm dusáním. Po vysušení si vzniklé jílové těleso zachová svůj tvar a zároveň získává, mimo mechanickou pevnost, i odolnost proti působení okolního prostředí, zejména proti vodě a vlhkosti.

Jílová izolace mostu byla provedena v úrovni drenážních odtokových trubek. Drenáže byly v každém poli vyústěny do bočního líce vždy po obou stranách mostu a jsou stále patrné, ale všeobecně ve špatném stavu. Pro zachování jejich funkce odvodnění byla navržena zakázková výroba replik. Pod jílovou izolací byl až k rubu klenby hlinitokamenitý zásyp obdobného složení jako pod vozovkou.

Posouzení pevnosti zdiva a stanovení únosnosti mostu

Posouzení únosnosti mostu vychází z odborného odhadu. Podle kvality cihel téměř po 400 letech jejich existence je zřejmé, že se jednalo o ostře pálené cihly s pevností v tlaku pravděpodobně větší než f_c = 30 MPa. Vzhledem k narušení povrchu působením vlhkosti a povětrnosti byla snížena pevnost cihel na f_m = 1 MPa. Pro výpočet byla potom uvažována hodnota f_m = 0,5 MPa.

Pro vstupní výpočet byla využita grafická metoda řešení klenby, ověřující vybočení tlakové čáry z jádra průřezu klenby. Podrobnější výpočet byl proveden na 3D modelu v programu Scia Engineer.

Most byl posuzován podle normy ČSN EN  1991-2 (Zatížení mostů dopravou). Tato norma pro zatížení chodníku nebo cyklistického pruhu uvádí charakteristickou hodnotu užitného zatížení q_fk = 5 kN/m². Dále bylo provedeno posouzení pro zatížení vozidly do celkové tíhy 30 kN za předpokladu, že se toto vozidlo pohybuje menší rychlostí než 10 km/hod a nevznikají dynamické síly.

3.3 Analýza vlhkosti zdiva

Pro stanovení vlhkostního režimu konstrukce byl vybrán jeden oblouk č. 7, který reprezentuje chování celého mostu. Vlhkost byla stanovena gravimetrickou metodou v laboratoři Fakulty stavební ČVUT v Praze.

• Voda srážková je hlavní příčinou vysoké vlhkosti zdiva. Voda z mostovky prosakuje do vrstev násypu až na klenbu. Na mnoha místech, kde není násyp (např. klenba 11, 12 a další), působí srážková voda přímo na klenbu a dále prosakuje až na její spodní líc. Původní mlatová mostovka byla provedena na hlinitokamenitém zásypu s jílovou izolací v úrovni drenážních trubek, které měly sloužit k odvedení vody z mostovky. Vzhledem k jejich špatnému technickému stavu může lokálně docházet k akumulaci vody v mostním tělese. Jednou z možných příčin vybočení zdiva poprsní zídky mohlo být nasycení celého zásypu vodou z důvodu nefunkční či porušené hydroizolace a tím zvýšení aktivního tlaku na rub poprsní zídky, zvětšení napětí na lícní straně, které zdivo již nebylo schopné přenést.
• Voda hnaná větrem – velmi exponovanou částí mostu jsou lícní plochy – poprsní zídky, římsy a zdivo zábradlí. Větrem hnaný déšť na návětrné straně proniká do zdiva. V těchto místech dochází k synergii negativních jevů, které vyvolávají značnou degradaci zdiva v důsledku zvětrávání, což se projevuje vymýváním pojiva a odlupováním povrchových vrstev cihel v celé ploše mostu.
• Pronikání vody z přilehlého terénu – z hlediska vlhkosti jsou nejvíce zatíženy základové zdivo a pilíře, které jsou v současné době zasypány zeminou. Vlhkost proniká do konstrukce přímým kontaktem zeminy a konstrukce. V místě provedené sondy byla zjištěna vysoká vlhkost zdiva (9,5 % hm.). Dochází zde k přímému zaplavování sondy.

3.4 Shrnutí příčin poruch

Na základě vyhodnocení stavebně technického průzkumu byly stanoveny následující příčiny poruch:

• Pronikání vlhkosti do konstrukce
• Nahodilá zatížení vyvolaná klimatickými jevy (účinky atmosférické vody, sněhu, větru a změny teploty)
• Zřícení poprsních zídek
• Absencí údržby mostu došlo k zakořenění stromů v konstrukci (biodegradace)
• Vandalismus – rozebírání a krádež cihel

4 Stručný návrh rekonstrukce dle projektové dokumentace [1]

Vlastní návrh rekonstrukce je v tomto příspěvku omezen na stručný postup prací:

1. fáze – odkop terénu v okolí mostu

Náletová zeleň v okolí mostu do vzdálenosti cca 5 m bude z větší části odstraněna. Následně budou sesbírány, popř. vykopány všechny historické cihly podél mostu, očištěny a uskladněny. Zdivo bude očištěno od mechového porostu.

2. fáze – sanace pilířů u původního koryta potoka a přeložka potoka

Aby bylo možné provádět opravy a sanace pilířů 7 a 8 u stávajícího koryta potoka, bude nutné koryto Rybničního potoka dočasně přeložit mezi pilíře 5 a 6. Po převedení potoka bude přikročeno k opravě a sanaci uvedených pilířů. Zemina v jejich okolí bude ručně odkopávána při postupném podpírání klenby a odvážena na dočasnou deponii. V hlubších vrstvách, před dosažením požadované úrovně 183,00 m n. m., bude případně nutné odčerpávat prosakující podzemní vodu.

Odhalené kamenné a cihelné zdivo pilířů se nejprve očistí tlakovou vodou s tlakem do 130 Barů. Následně se doplní cihly v rozsahu poškození. Porušené a nesoudržné cihly se musí opatrně odstranit a nahradit novými replikami provedenými minimálně ve shodné kvalitě s původními, tj. kvalita „zvonivky“. Tyto cihly se osadí do vybouraných a očištěných otvorů a staticky se zapojí (aktivují) v místě styku s původním zdivem vhodnou speciální rozpínavou maltovou směsí. Jedná se o cementovou výplňovou zdící maltu pro utěsňování zatěžovaných spár mrazuvzdornou a odolnou proti povětrnostním vlivům.

3. fáze – vrácení potoka do původní trasy koryta, postupná sanace ostatních pilířů mostu

4. fáze – oprava výplní nad klenbami a vyzdění parapetních zídek, osazení drenážních trubek

Při rozebírání zdiva je nezbytné zachování, resp. neporušení původního zásypu zejména v oblasti pod spodní úrovní odtokových trubek, tedy pod jílovou izolací. Historický zásyp nad touto úrovní je třeba vyčistit od kořenů a znečišťující zeminy a uchovat pro opětovné použití, tj. pro doplnění dolní části násypu.

Z původních, očištěných cihel bude vyzděno veškeré zdivo pod úrovní lezén a lezény pak dozděny původními cihlami se zaobleným rohem, které zde byly použity. Vlastní parapetní zdivo, které dle požadavku platné normy pro zábradlí, musí mít výšku min. 1,10 m, bude vyzděno v tloušťce 310 mm (délka historické cihly).

Pro požadovanou výšku zábradlí je potřeba vyzdít 12 řad cihel. Protože původních cihel nebude dostatek, bude z nich po dohodě s NPÚ vyzděn pouze pruh o třech řadách. Následovat by mělo šest řad replik a dále další tři řady původních cihel. Na ně pak bude vyzděna ukončující řada nově vyrobených cihelných tvarovek lichoběžníkového tvaru. Repliky ručně pálených cihel budou vyrobeny v blízké cihelně. Pro veškeré zdění bude použita staveništní vápenná malta.

Řazení a kombinace vrstev cihel bude přizpůsobeno skutečnému množství dochovaných původních, historických cihel. Při spárování vápennou maltou je třeba dbát, aby hloubka spáry od líce nebyla menší než 10 mm.

Na původní místa a ve stejném sklonu budou při zdění, v místech těsně nad jílovou izolací, osazeny repliky odtokových dvoudílných trubek. Ty budou vyrobeny přesně podle dochovaných zbytků původních historických trubek v potřebné délce cca 0,45 m. Přesná délka bude stanovena na místě tak, aby přesah přes líc parapetního zdiva byl nejméně 40 mm. Trubky budou před osazením ještě zevnitř hydrofobizovány.

5. fáze – doplnění původních zásypů a provedení mlatového povrchu vozovky

Vlastní mostovka nad horním zásypem bude provedena původní technologií jako mlatová – mechanicky zpevněné kamenivo.

5. Realizace rekonstrukce mostu

5.1 Průzkumné práce

Od jara 2019 probíhá realizace rekonstrukce mostu. Bylo provedeno postupné odkrytí mostu a snížení terénu pro zjištění stávajícího stavu mostních oblouků. Po snížení okolního terénu se jako problematický ukázal zhoršený stav pilířů v jejich spodní části a zvýšená hladina podzemní vody. Některé oblouky bylo nutné staticky zajistit. V jednom klenebním poli byla navíc zjištěna podélná trhlina.

Během probíhající rekonstrukce došlo k novému, nečekanému nálezu. Na mostovce byla na základě archeologických sond zjištěna původní intaktní dlažba provedená z vápencových bloků. Dlažba je dochována na cca 90 % povrchu. Během prací na obnově mostu byly provedeny nezbytné kroky pro její uchování, dlažba byla pečlivě zakryta geotextilií s úpravou pro komunikace. Nález původní dlažby mostu vyvolal změnu skladby mostovky oproti projektové dokumentaci a s tím související změnu odvodnění mostovky.

5.2 Dosud provedené práce (podzim 2019)

Odkopávky, snížení terénu

Na základě provedených sond bylo rozhodnuto o odstranění zeminy pouze na úroveň pemrlovaného vápence, nikoliv na úroveň kamenné základové rovnaniny, aby nedošlo k možným pohybům kamenných základů.

Zdění

Před vlastním dozděním byla provedena experimentální analýza vzorků cihel odebraných z mostu a cihel nalezených v jeho okolí, které měly být znovu použity pro zdění. Tyto cihly byly porovnány s cihlami vyráběnými v blízké cihelně. Laboratorní analýzou bylo zjištěno, že nově vyráběné cihly nejsou vhodné vzhledem k horší odolnosti proti zmrazovacím cyklům a bylo nutné najít adekvátní náhradu v podobě jiného dodavatele.

Nalezené původní cihly byly použity pro doplnění spodních líců kleneb. Vyklánějící se opěrné zídky na začátku a konci mostu byly rozebrány až na kamenný základ a vyrovnány. Tato situace se opakovala i na dalších místech – bylo nutné provést ruční demontáž stávajících cihel včetně jejich očištění a dozdívky částí dalších narušených cihel mostu.

Zábradlí a zídka:

Z důvodu nově zjištěných skutečností nastala v tomto bodě podstatná změna v provedení zábradlí oproti původnímu záměru projektové dokumentace. Zídka bude do výšky cca 800 mm od kordonové římsy zakončena cihlami na kant spojenými na vazbu a vyspádovanými vně mostu ve sklonu 2 %. Zábradlí bude provedeno do výšky 1,1 m od nášlapné plochy, kterou bude tvořit vyrovnaný mlat. Nad touto úrovní bude osazeno ocelové zábradlí z tyčoviny.

Odvodnění mostu:

Odvodnění bude provedeno pomocí pálených prejzových tašek osazených před líc zdiva mostu do úrovně atiky, resp. klenáku.

Mostovka:

Na základě analýzy historických podkladů byl zvolen pro konečnou povrchovou úpravu mostovky mlatový materiál z Olbramovic s hrubší frakcí. Pod vrchní vrstvou bude původní krycí mlat, stmelená rovnanina a původní vyrovnávací násyp. Nalezená historická vápencová dlažba byla ochráněna textilií a zásypem z drobné drti pro budoucí použití dle požadavku NPÚ.

Při provádění stavebních prací docházelo k trvalému zaplavování stavební jámy a bylo tedy nutné nepřetržité čerpání vody ze snížené úrovně terénu. V zimních měsících po zastavení prací a čerpání vody byla úroveň vodní hladiny v podstatě na úrovni vody v korytě potoka, jehož trasa je v současné fázi stále ještě odkloněna, resp. zatrubněna v náhradní trase. Po ukončení opravy mostu bude trasa potoka navrácena do jeho původní polohy.

Původní návrh terénních úprav v okolí potočního koryta vycházel z výsledků inženýrsko-geologického průzkumu [7], jehož součástí bylo provedení kopaných sond u pilířů mostu. Podzemní voda byla mimo koryto potoka zastižena až v hloubce cca 3,5 m pod stávající úrovní komunikace na mostovce. Terén byl v té době v různé úrovni, od cca 2,5 do 1 m pod horní úrovní mostovky, to znamená, že místy byla historická konstrukce mostu téměř zasypána. Bylo navrženo odkopání zeminy v šířce 10 m od líce mostu na obě strany mostu.

Vzhledem k nově vzniklé situaci je navržena změna v konečné podobě okolí mostu. Pod historickým cihelným mostem budou břehy původního koryta odstraněny a zachována bude pouze původní výška úrovně koryta. Touto úpravou bude pod mostem vytvořena přirozená vodní plocha o výměře cca 1000 m² a původně navržené vyvýšené koryto se již nebude provádět. Dno uvedené vodní plochy by bylo kamenité, resp. tvořené vrstvou štěrku s příměsí hlíny, takže by nedocházelo při vysychání k vytváření nevhodných bahnitých ploch [1, 8].

6. Zhodnocení obnovy, přínos případové studie

Studie a následná realizace ukazuje, že využití materiálů na historické bázi v kombinaci s moderními technologiemi, respektujícími požadavky NPÚ, může být výhodné pro optimální realizaci rekonstrukce historické stavby.

Poděkování

Výsledky uvedené v článku byly získány v rámci institucionálního výzkumu a realizace projektu rekonstrukce historického mostu v lokalitě Portz Insel. Poděkování patří všem, kteří se na jeho rekonstrukci podílejí.

Literatura

1. BOHÁČOVÁ D., BOHÁČ R., POLÁKOVÁ S. Projektová dokumentace rekonstrukce historického mostu v lokalitě Portz Insel, stavebně technický průzkum mostu, autorský dozor
2. Podklady NPÚ ÚOP v Brně.
3. KREJČIŘÍK, P., Mikulov, Portz Insel – obnova komponované historické krajiny. Vinohrady 1039, Valtice, 2016.
4. TICHÝ M., VOŇAVKA F., FOŘT J., Průzkum a posudek využitelnosti historického mostu.
5. Státního okresní archiv Břeclav se sídlem v Mikulově.
6. Informace a podklady poskytnuté Ing. Kateřinou Korandovou a Ing. Josefem Hromkem – Městský úřad Mikulov ORŽP.
7. DVOŘÁKOVÁ, J., Orientační inženýrskogeologický průzkum podzákladí mostu v lokalitě Portz Insel, Praha 4, 2016.
8. BIELY B., HROMEK J., Zápisy z kontrolních dnů

---

Poznámky

^* Po bitvě na Bílé hoře z pověření Ferdinanda II. vládl na Moravě kardinál František Serafínský Dietrichstein (1570–1636), centrem Moravy se stal Mikulov. ... Zpět

^** Geologická lokalita u Mikulova v Jihomoravském kraji. Jedná se o bývalou rozsáhlou pískovnu. Hlavním horninovým typem jsou písky s tělesy řasových vápenců, obsahujících měkkýší faunu. ... Zpět