Netesnosti podzemnej garáže

1. Úvod

Príprava výstavby vo veľkých mestách je podmienená dôkladnou prípravou. Vo väčšine prípadov sa nové objekty budujú na asanovanom území, kde sa nachádza premenlivá, často aj veľká hrúbka navážok. Ďalším vážnym aspektom je ovplyvnenie existujúcej výstavby novostavbou (priťažením susedných objektov, zmenou režimu podzemných vôd a pod.). Pomerne často sa možno stretnúť s nedostatočným zhodnotením vplyvu staršej zástavby na vlastnosti zemín podložia, režim podzemných vôd a tým aj na nové objekty. Nie je zriedkavosťou, že pri riešení vzniknutých problémov absentujú projektové podklady, príp. získavanie podkladov je spojené so značnou neochotou zainteresovaných strán.

Obytný areál Korunní dvůr v centre Prahy s pôdorysnou plochou viac ako 1 ha bol uvedený do prevádzky pred 11 rokmi. Pri analýze príčin zatekania do podzemných priestorov bolo potrebné venovať mimoriadnu pozornosť antropogénnej činnosti, ktorá v zastavanom intraviláne významne ovplyvňovala uplynulých 150 rokoch režim prúdenia podzemnej vody.

2. Geologické pomery lokality

Pod povrchom terénu [4] sa nachádzajú antropogénne sedimenty veľmi premenlivej hrúbky (zvyšky po asanovanom pivovare dosahujú v JZ časti areálu 8 až 10 m). Pokryvné útvary reprezentujú deluviálne a fluviálne sedimenty vltavskej terasy. Terasové sedimenty majú charakter silne zahlinených štrkov a štrkopieskov. Skalný podklad tvoria dva komplexy. Prevládajú jemne sľudnaté ílovité bridlice, ktoré sa miestami striedajú s menej významnými siltovitými polohami. Bridlice sú silne tektonicky porušené s premenlivou zónou zvetrávania a menia sa až na mäkký íl s drobnými kúskami bridlíc. Druhým útvarom sú drobové bridlice až droby.

Hladina podzemnej vody bola zistená iba vo vrtoch V1 a V2 (pozri obr. 1). V čase prieskumu (1999) sa vo vrte V1 ustálila v hĺbke 4,0 m (267,21 m n.m.), vo vrte V2 v hĺbke 3,8 m (266,85 m n.m.). Podľa ústnych informácií sa v SV priestore areálu nachádza pod úrovňou suterénu zberná nádrž, ktorá sa v období intenzívnych a dlhodobých zrážok plnila vodou, postupne odčerpávanou. Podzemná voda má charakter prevažne puklinový a prúdi v sklonených bridličnatých vrstvách. V mierne svahovitom teréne gravitačne odteká J a JZ smerom. Vrty V4 a V5 tvoria izolátory, ktoré spôsobujú vzdutie podzemnej vody. Vo vrte V3 bol IG prieskumom odhadnutý odtok podzemnej vody priepustnejším kolektorom mimo priestor vrtu. Povrch zdravých bridlíc je pod severnou polovicou záujmového územia približne vodorovný na kóte 267 m n.m. (cca 1 m nad úrovňou základovej škáry novostavby). V južnej polovici je povrch zdravých bridlíc sklonený na JZ. Úroveň základovej škáry podzemných garáží v južnej časti areálu bol prieskumom odhadnutý asi 2 m pod úrovňou HPV. Prieskum odporúčal umiestniť základovú škáru na kótu 266,0 m n.m.

Obr. 1: Rozmiestnenie prieskumných vrtov (podľa [4] a [5])

IG prieskum upozornil na vzdutie hladiny podzemnej vody, ktoré spôsobí výstavba podzemných garáží a môže tak nepriaznivo ovplyvniť okolité staršie objekty. Poukázal tiež na nevyhnutnosť zhotovenia dôkladného drenážneho systému, ktorý by mal vylúčiť kolísanie HPV. Zmeny projektu si v roku 2002 vynútili uskutočniť doplňujúci IG prieskum piatimi novými vrtmi [5]. Pri porovnávaní starších a novších prieskumných prác vznikali ťažko vysvetliteľné rozdiely. Tie potvrdzovali zložitú stavbu podložia, ovplyvnenú predchádzajúcou výstavbou pivovaru. Zistená tiež bola nespojitá hladina podzemnej vody. Pretože kvartérne podložie je tvorené nepravidelne sa striedajúcimi priepustnými (prevažne piesčitými) a nepriepustnými polohami, prognóza vývoja hladiny podzemnej vody bola veľmi náročná. Na úseku medzi vrtmi V1 a V11 bol zistený rozdiel HPV až 10,62 m. Priebeh hladiny podzemnej vody pomerne dobre korešpondoval s úrovňou skalného podkladu. Územie bolo charakterizované plytkým obehom podzemnej vody, ovplyvneným klimatickými podmienkami s gravitačne stekajúcou vodou po skalnom povrchu.

Obr. 2: Schematické usporiadanie objektov areálu (podľa [7])

Počas prípravy projektu sa zmenila koncepcia zakladania: podlaha najnižších podlaží podzemných garáží sa posunula 7 až 10 m pod úroveň 271,0 m n.m., t.j. na úroveň 261,0 až 264,0 m n.m. V dotknutom priestore bola zistená veľmi vysoká heterogenita podložia.

Nepriaznivému vývoju sa venovalo viacero posudkov (napr. [1] alebo [2]). V JV časti areálu (v blízkosti vrtov V1 a V14) bola zistená HPV najbližšie pod terénom – približne 1 m. V tomto priestore siaha základová škára približne 4 m pod HPV. Západným smerom povrch bridlíc relatívne prudko klesá a podzemná voda kopíruje tento trend. V okolí vrtu V15 je úroveň podlahy garáží menej než 2 m pod hladinou podzemnej vody a na okraji areálu (vrt V11) je podlaha garáží približne 3 m nad hladinou podzemnej vody. Nepriaznivý vplyv výstavby možno najlepšie dokumentovať zmenou hladiny vody v studni pod objektom „L“ (pozri obr. 2). V decembri 2015 bola hladina vody zistená v hĺbke 7,45 m pod základovou škárou dosky, v auguste 2017 iba 0,45 m. Za obdobie 1,5 roka sa hladina podzemnej vody vzdula o 7,0 m. Detailný priebeh monitorovania hladiny vody v studni objektu „L“ je na obr. 3. Možno si tu tiež všimnúť poklesy hladiny v období, kedy sa zo studne čerpala voda na závlahy. Dvíhanie HPV vytváralo objektívne riziko ďalšieho vzdúvania vody, čo by mohlo znamenať priame pôsobenie vztlakovej vody na konštrukciu.

Obr. 3: Dvíhanie hladiny podzemnej vody v studni objektu „L“ (podľa [3])

Približne v rovnakom čase sa v tesnom susedstve areálu „Korunní dvůr“ budovala stavba „Korunní rezidence“. Počas jej výstavby bola čerpaním zo studne dočasne znížená hladina podzemnej vody o 12 m. V puklinovom skalnom prostredí nebolo takého zníženie HPV náročné. Po dokončení stavby v auguste 2009 sa na stavbe „Korunní rezidence“ prestala podzemná voda znižovať. Hladina podzemnej vody pomerne rýchlo reagovala zvýšením. V dôsledku toho začalo cez netesnosti (najmä dilatačné styky) pomerne intenzívne zatekanie vody do podzemných priestorov areálu Korunní dvůr.

3. Podzemné priestory a ich monitorovanie

Nosnú konštrukciu objektov tvorí kombinovaný železobetónový systému stien a stĺpov, založený na základovej doske hrubej 600 mm. Železobetónová stropná doska druhého podzemného podlažia má hrúbku 250 mm a strešná doska zohľadňujúca prisypanie zeminou má hrúbku 600 a 900 mm. Jednotlivé objekty sú vzájomne dilatované.

Obr. 4: Prenikanie vody cez dilatáciu a nerovnomerné sadanie častí objektu [6]

Prenikanie vody do podzemných garáží bolo rozdelené do týchto skupín:

• dilatačnými škárami,
• prestupmi technického zariadenia budovy,
• pracovnými škárami.

Kolísanie hladiny podzemnej vody sa prejavilo na deformáciách konštrukcií [8]. V železobetónových doskách objektov „A“, „K“ a „L“ vzniklo veľa trhlín s roztvorením 0,1–0,75 mm; pritom 80 % trhlín malo šírku 0,2–0,55 mm a 50 % trhlín väčšiu šírku než 0,4 mm. Trhliny boli sústredené predovšetkým do dilatácií objektov, kadiaľ voda prenikala do podzemných priestorov (obr. 4).

Obr. 5: Detail nerovnomerného sadania rohu objektu „L“ v roku 2018 [6]

Až po viditeľnom zistení nerovnomerného sadania sa s veľkým oneskorením v novembri 2015 pristúpilo k meraniu zvislých deformácií. Záznamy z tohto monitorovania sadania boli pomerne nekvalitné: chýbali protokoly o meraniach, ako aj dôkladné lokalizovanie meracích bodov. Príkladom značnej deformácie je SZ roh budovy „L“, kedy za pol roka (03/2016 – 19/2016) bolo zistené sadanie 5,0 mm, pričom v okolitých bodoch predstavovalo sadanie priemerne 2,5 mm. Prejavy deformácií na povrchu terénu objektu „L“ sú ukážkovo viditeľné na obr. 5.

Na niektorých miestach boli pozorované protichodné pohyby (sadanie aj dvíhanie). Napríklad v dilatačnej škáre objektu „A“ vykazovali body na oboch častiach dilatácie rozdielny posun −0,2 mm, resp. +0,1 mm. Pritom vo vzdialenosti 4 m od tejto dilatácie bolo namerané sadanie základovej dosky 45 mm. Všetky posúdenia pred rokom 2018 sa vyhli vysvetleniu týchto neočakávaných pohybov.

Podľa vývoja porúch bolo konštatované, že zásadné zmeny nastali ešte pred periodickým meraním posunov. Napriek dlhodobým problémom sa merania zvislých posunov objektov uskutočňovali len krátko (2,5 roka). Dôkladnou analýzou bolo preukázané, že v prípade založenia areálu „Korunní dvůr“ do priepustných (napr. štrkovitých) zemín, by sa vplyv kolísania HPV neprejavil na objektoch významnejšou mierou. Premenlivá hrúbka ílovitých bridlíc a ich miera zvetrania, klimatické zmeny a dotovanie podložia povrchovou vodou z netesností podzemných rozvodov spôsobovali v podloží veľké zmeny hydrostatického tlaku.

Na potvrdenie vývoja zvislých posunov bol autorom príspevku urobený kontrolný výpočet predpokladaného sadania pod jednotlivými objektmi pri rôznych okrajových podmienkach [6]. Pre už spomínaný objekt „L“ bolo vypočítané sadanie v podmienkach bez ovplyvnenia podzemnou vodou 2,5 mm. Pre reálne vzniknutú skutočnosť vzdutia hladiny podzemnej vody o 5 m a pre ľahkú konštrukciu objektu vychádzalo jeho nadvihnutie pre rôzne okrajové podmienky o 18 až 26 mm. Kontrolné výpočty potvrdili, že zvislý pohyb (sadanie) dilatačných celkov bol spôsobený ich hmotnosťou. U ľahkých konštrukcií sa pri veľkom stúpnutí hladiny podzemnej vody dokonca prejavil negatívny vplyv v podobe nadvihnutia objektu.

4. Záver

Na viacerých miestach predkladaného príspevku sa poukazuje na skutočnosť, že kolísanie hladiny podzemnej vody bolo vysoko nadštandardné. Príčinou tejto situácie bola jednak zložitá geologická stavba územia, ale predovšetkým rozsiahle zásahy do podložia výstavbou priestorovo mnohotvárnej konštrukcie, ktorá v interakcii s okolitou zástavbou zásadne ovplyvnila režim podzemných vôd. Tieto okolnosti vytvorili veľmi zložité okrajové podmienky, ktoré mali byť zhodnotené vo fáze projektovania so stanovením ich vplyvu na pripravované objekty a navrhnúť vhodné konštrukčné úpravy.

V roku 2017 bolo konštatované ([2], [1]), že po zistení zatekania v roku 2009 neboli dostatočne realizované sanačné opatrenia. Za základnú príčinu vzniku porúch bol označený netesný hydroizolačný systém na strechách podzemných objektov a kumulácia zrážkovej a závlahovej vody nad vrstvou hydroizolácie striech suterénnych objektov. Svoj podiel na poruchách mal aj nefunkčný drenážny systém (preukázané kopanými sondami [1]). Poruchy izolácií boli vyvolané nerovnomernými zvislými posunmi objektov, ktoré boli potvrdené výpočtami. Posudzovanie problematiky z Bratislavy malo za cieľ vniesť do sporu vyššiu mieru nezávislosti.

Areál „Korunní dvůr“ tvoria budovy rôznej výšky a teda rôzne zaťažené. Vztlakové účinky podzemnej vody majú negatívny účinok na najľahšie objekty. Bolo preukázané, že napríklad nadvihnutie objektu „L“ o približne 25 mm možno považovať za spodnú hranicu veľkosti zvislých posunov. Viacpodlažné objekty sa ani po zvýšení hladiny podzemnej vody nemohli nadvihnúť. Táto skutočnosť mala byť zohľadnená v projekte výberom vhodného konštrukčného usporiadania dilatácií. Z dôvodu neprístupnosti k izoláciám bolo odporúčané obnoviť vodotesnosť podzemných priestorov systémom chemických injektáží [3]. Odporúčané bolo aplikovať dvojzložkové akrylátové živice.

5. Literatúra

1. NOVOTNÝ, M. Znalecký posudek č. 18/2017: Pasportizace a zhodnocení poruch dotčených objektů, komplexní návrh hydroizolační koncepce a obecné statické zhodnocení spodní stavby – objekt Korunní dvůr, Praha 10. 250 s.
2. PARYS, A. Znalecký posudek: Posouzení hydroizolací střechy nad podzemními garážemi, obvodových stěn a napojení jednotlivých objektů, včetně dilatací na bytovém komplexu Korunní dvůr č.p. 810, Praha. Expertní a znalecká kancelář, Ostrava, 12/2017, 35 s.
3. ROTHBAUER, R.; NOVOTNÝ, M. Obytný komplex Korunní dvůr. Sanace vlhkostních poruch. Technická zpráva. A.W.A.L., s.r.o. expertní a projektová kancelář – stavební izolace a stavební fyzika. Praha, 21.07.2016. 31 s.
4. SCHRÖFEL, J. Inženýrskogeologický průzkum na lokalitě Pivovar – dvůr, Korunní 10, Praha 10. RNDr. Jan Schröfel, Praha 6, 10/1999, 68 s.
5. SCHRÖFEL, J. Inženýrskogeologický průzkum na lokalitě Korunní dvůr, Korunní ul. č. 104, Praha 10. RNDr. Jan Schröfel, Praha 6, 03/2002, 57 s.
6. TURČEK, P. Analýza příčin zatékání do podzemních garáží Korunní dvůr Praha. Expertní posudek. T-G, Bratislava, 09/2018,16 s.
7. ZAHRÁDKA, J. Technická zpráva – objekt L SO.0113. Prováděcí projekt. CMC architects, 271 s., 05/2003.
8. VOJVODA, O. Vinohradský pivovar – monitoring. Měření svislých posunů objektu. Technická zpráva – 6. etapa měření. GEOFOS, a.s. Praha. 2.5.2018, 7 s.