Technologie, Tip redakce

Piazzetta a parking prošly rekonstrukcí

Demolice piazzetty probíhala za pomoci robotů

Od dostavby okolí Národního divadla uplynulo téměř třicet let. V prostoru mezi historickou budovou a Novou scénou se však začaly objevovat poruchy, mezi nejzávažnější patřily statické trhliny. V průběhu let se prohlubovaly a do stavebních konstrukcí zatékalo. Jejich degradace vedly až k zastavení provozu garáží. Technický stav tohoto objektu vyžadoval rozsáhlou rekonstrukci.

Problematická byla i kapacita garáží. Určeny byly pro 216 automobilů, jejich skutečná využitelnost však byla až o třetinu nižší z důvodu nevhodně umístněných sloupů a zejména jejich rozměrů.

Stav konstrukcí byl podroben analýze, diagnostickou zprávu vypracovala společnost Pontex. Nabídla tři možnosti řešení: náhrada objektu; velká rekonstrukce zahrnující výměnu stropních desek nebo malá rekonstrukce, která spočívala v opravě a zesílení stropních desek. Doporučena byla velká rekonstrukce a v létě roku 2015 započaly projektové práce. Na podzim téhož roku byl ale rozsah rekonstrukce Inženýrskou akademií ČR rozporován jako přehnaný. Následovalo zpracování expertní zprávy včetně multikriteriální analýzy, kterými se zabýval Kloknerův ústav. Zpráva Kloknerova ústavu navíc odhalila nevyhovující stav stropní desky piazzetty, která měla být podle předchozího projektu zachována. V konečném návrhu tak bylo využito původní řešení, doplněné o návrh piazzetty se zajištěním rozšířeného vjezdu do garáží.

Výběrové řízení na zhotovitele projektu pak bylo vypsáno v létě 2019 a dokončeno začátkem roku 2020. Brzy poté byla podepsána smlouva o dílo s vítězem výběrového řízení, společností STRABAG a.s., odštěpný závod pozemní a inženýrské stavitelství Praha.

Do přípravy bylo zapojeno interní oddělení BIM společnosti STRABAG, díky tomu vznikl kompletní 3D model garáží

Původní stropní desky

Výstavba podzemního objektu probíhala v 80. letech minulého století, jeho celková hloubka je 15,5 m. Má šest podzemních podlaží s konstrukční výškou od 2,52 do 3,06 m. Tloušťky stropních konstrukcí činily 0,3 m, světlá výška běžných podlaží odpovídala 2,22 m. Garáže zabírají plochu o rozměru 45,6 x 33,6 m, v základním modulu 7,2 m a s podružnými moduly 4,8 m. Stropní konstrukce byly navrženy jako lokálně podepřené desky s použitím Wünschových hlavic.

Předpjatá Wünschova hlavice měla průměr 2540 mm a tloušťku 220 mm. Dobetonávka na hlavici o tloušťce 30 mm byla provedena pro spřažení dodatečné horní výztuže hlavice, která zajišťovala napojení na monolitickou část desky o celkové tloušťce 250 mm. Na sloupech byly hlavice osazeny na čtyři trny, spojení s monolitickou deskou zajistily smykové ohyby o průměru 8 mm po obvodu hlavice. Kromě kruhové tangenciální výztuže byla v hlavici radiální výztuž, umístěná v dobetonávce s přesahem 900 mm do vnitřních polí monolitické desky. S výjimkou této krátké horní výztuže byla výztuž desek výhradně u spodního povrchu. Spojení mezi prefabrikovanou hlavicí a monolitickou částí působilo tedy spíše jako vnitřní kloub desky.

V rámci dostavby areálu ND včetně Nové scény se garáže realizovaly jako poslední. Po obvodu stropních desek byly proto vytvořeny pracovní spáry, jejich napojení na obvodové stěny zajistila pásová ocel zakotvená do stěny v úrovni stropu. Ocelové plechy s navařenou kotevní výztuží desky byly částečně využity i při rekonstrukci.

Původní návrh garáží zahrnoval také systém odvodnění podlah, u obvodových stěn byly vpusti. Kvůli průhybům stropů však nebyly funkční.

Obnažená Wünschova hlavice

Poruchy konstrukcí

Společnost Pontex sledovala především rozsah poškození betonu. Identifikovala pak hlavní příčiny poškození:

  • Bezespádovost a průhyby stropních desek způsobily zadržování vody (v zimních měsících kontaminované).
  • Stropní konstrukce neměly dostatečnou hydroizolační schopnost, voda tak zatékala do konstrukce.
  • Zvoleným konstrukčním systémem a špatně provedeným spřažením mezi hlavicemi a stropní deskou spojenými se zatékáním došlo ke korozi výztuže a následně ke ztrátě spojitosti.
  • V důsledku redistribuce namáhání byly přetěžovány mezipodporové oblasti a vznikaly trhliny.
  • Další zatékání vody kontaminované chloridy spolu se ztrátou pasivační schopnosti betonu zapříčinilo rozšiřování trhlin a postupující korozi. Vedlo to také k delaminaci krycí vrstvy betonu na podhledu stropních desek.

Konstrukční nedostatky Wünschova systému se tedy ještě více prohloubily. V důsledku ztráty spojitosti desek se dramaticky zvýšily průhyby stropních konstrukcí. Jako dočasné provozní zajištění garáží bylo realizováno řešení pomocí smykově tuhého spřažení mezi hlavicí a deskou, čímž byla obnovena spojitost desek.

Delaminace krycí vrstvy betonu
Sanace nosných konstrukcí parkingu Národního divadla
Objednavatel: Národní divadlo
Zhotovitel: STRABAG a.s., odštěpný závod pozemní a inženýrské stavitelství Praha
Generální projektant: Pontex, spol. s r.o.
Projektant statické a stavební části: VIN Consult s.r.o.
Expertní posudek (2015): Inženýrská akademie České republiky, z.s.
Nezávislá expertíza: Kloknerův ústav ČVUT v Praze
Praze realizace: 04/2020–12/2021

Nové stropní desky

Parkování vozidel omezovaly především rozměry a polohy sloupů, které znemožňovaly nájezd do krajních parkovacích stání. V návrhu úprav proto byly nové polohy a průřezy sloupů. Nové monolitické stropní desky mají tloušťku 220 mm s hlavicemi d=350 mm, v jednosměrném spádu 0,7 % k obvodovým stěnám, kde je úžlabí a vpusti, svedené do stávajících svodů do 6. PP, kde voda prochází přes lapoly a pak se přečerpává do kanalizace.

Napojení stropní desky na stávající sloupy bylo navrženo prostřednictvím ocelových kotevních prvků. Smykový přenos umožňují smykové zarážky, přenos vodorovných tahových sil je realizován prostřednictvím navařené betonářské výztuže a šroubů. Pro napojení výztuže desky na konce nebo rohy stěn byly konstrukce v nutném rozsahu odbourány. Výztuž desky byla vložena do vybourané části nebo dodatečně vlepena.

Postup výstavby

Rozsahu rekonstrukce odpovídala realizace tzv. zdola nahoru. Části stropních desek byly odbourány, poté se vyvázaly a betonovaly nové stropní desky včetně nových sloupů, u kterých se zajistilo spřažení se stávajícími sloupy. Po aktivaci nových stropních konstrukcí a sloupů byly odbourány původní sloupy vyjma těch pod Novou scénou, které byly zachovány ze statických důvodů. Následovalo dobetonování otvorů po původních sloupech. Jednou z výhod tohoto postupu bylo dosažení krátké doby realizace a tedy i minimalizace omezení aktivit na piazzettě. Toho by nebylo možné dosáhnout bez součinnosti a interakce projektového týmu společnosti STRABAG s projektantem statické části, firmou VIN Consult, a bez konstruktivního přístupu zástupců objednavatele. Významné bylo také použití metody řízení LEAN již od fáze přípravy. Výzvou byl i náročný transport vybouraného materiálu včetně jeho likvidace.

Po dokončení nosných konstrukcí je v plánu zahájení rozvodů instalací, jako je vzduchotechnika, silnoproudé a slaboproudé rozvody, sprinklery EPS, MaR a kanalizace.

Součástí projektu je dále oprava a repase dlažeb a obkladů piazzetty, instalace parkovacího systému, stavba vrátnice u vjezdu do garáží a instalace tří výtahů. Tyto práce jsou plánovány na třetí čtvrtletí roku 2021.

Demolice stropní konstrukce

Přípravné práce

Realizace započala v dubnu 2020, před jejím zahájením proběhlo ověření navrhovaných prací a fázování postupu výstavby. Do přípravy bylo zahrnuto interní oddělení BIM společnosti STRABAG, díky tomu vznikl kompletní 3D model garáží.

Před zahájením bouracích prací proběhly přípravné a zabezpečovací práce. Spočívaly především v realizaci dvou sestav rozpěrných ocelových konstrukcí v 5. PP. Zajištovaly stabilitu milánské stěny, která byla zásadní pro vybourání stropní konstrukce nad tímto podlažím. Vzhledem k dimenzím a stísněným podmínkám montáže se ocelová konstrukce sestavovala přímo na místě. Odstraněna byla po necelých třech měsících.

Postup bourání

Jako na každé stavbě, kterou společnost STRABAG realizuje, i v tomto případě je kladen důraz na zajištění bezpečnosti práce. Pohyb pracovníků i veškeré mechanizace probíhal po staticky zajištěných konstrukcích. Bourací a demoliční práce byly prováděny pomocí dálkově ovládaných robotů, řezací a vrtací techniky, v omezené míře bouracími kladivy.

V rámci návrhu postupu demolice a výměny stropních desek byly provedeny srovnávací výpočty, které vyhodnocovaly pojezd techniky po stávajících konstrukcích, zejména po rampách. Výsledky prokázaly neuspořádané vyztužení, proto byl navržen podrobný postup bouracích prací a betonáže stropních desek.

Nové konstrukce

Realizace železobetonových stropních desek a sloupů proběhla v 32 taktech, na které bylo spotřebováno 2032 m3 betonu a 258 tun železa. Zásadní bylo zajistit napojení nových konstrukcí na původní. Vzhledem k různému technickém stavu stávajících konstrukcí bylo zpracováno 20 typových detailů napojení. Práce na hrubé stavbě trvaly 11 měsíců, skončily letos v březnu.

V dubnu byly zahájeny práce na novém hydroizolačním souvrství piazzetty, nyní se realizují veškeré rozvody TZB. Celá rekonstrukce bude dokončena na konci roku 2021. Kromě zajištění dlouhé životnosti objektu umožní daleko lepší uživatelské parametry parkingu a prostoru piazzetty. Dopravní obslužnost garáží a přístupnost parkovacích stání už bude bezproblémová, únosnost piazzetty se zvýší. Odstranění nádrží ze 6. PP pak umožní využít tento prostor pro skladování. Centrální odvodňovací žlab byl zrušen, místo něho je instalován jednodušší a levnější systém odvodňování. A v neposlední řadě byla díky kompletní výměně VZT, elektroinstalace a instalace nového systému SHZ zvýšena bezpečnost objektu.

Ocelové kotevní prvky

Ing. Tomáš Rys,
technický vedoucí oblasti, STRABAG a.s.

Použité zdroje:
VANČÍK Vladimír, VACEK Vítězslav, Rekonstrukce podzemních garáží Národního divadla v Praze, BETON TKS, 2021. Popis vynálezu k autorskému osvědčení č. 150331, vydaný 15. 9. 1973.
RDS – ND Sanace nosných konstrukcí parkingu Národního divadla.

Přidejte komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

*