Geotehnički aspekti nestabilnosti građevina uzrokovanih prirodnim pojavama7. savjetovanje Hrvatskog geotehničkog društva s međunarodnim sudjelovanjem10. – 12 .11.2016. Varaždin . Hr vatska /// ISBN 978–953–95 4 86–7–2

253

Zaštita građevinske jame poslovne građevine rba u ZagrebuPit protection construction for rba business building in Zagreb

Željko Lebo1, Krešo Ivandić2

sažetakU radu se opisuje proces postupka projektiranja, izvedbe i nadzora nad izvedbom zaštite gra-đevinske jame RBA banke u Magazinskoj ulici br. 69 u Zagrebu. S obzirom na geotehničke uv-jete izvedbe u urbanoj sredini, radi se o zaštiti zahtjevne građevinske jame. Jama je tlocrtnih dimenzija 31.1 × 61.5 m, dubine iskopa maksimalno 18.58 m, s ukupno 5 podzemnih garaža. Geotehnički profil čini uslojeno tlo (šljunak, pijesak i prahovita glina) s vodenim stupcem visi-ne 8.8 m. Višekatna postojeća poslovna građevina RBA banke na sjevernoj strani jame, tik uz rub zaštitne konstrukcije i dva velika rezervoara HEP-a na južnoj strani, uz planiranu dubinu iskopa, predstavljali su složenu inženjersku zadaću svim uključenim stranama u izgradnji za-štitne konstrukcije. Građevinska jama je štićena armiranobetonskom sidrenom dijafragmom, s dodatnom zaštitom pred iskopa primjenom mikro pilota. Većina geotehničkih sidara je si-drena u slojevima pod vodom. Primjenjen je postupak naknadnog injektiranja geotehničkih si-dara. S obzirom na opisane uvjete izvedbe, posebna pozornost je posvećena sustavu tehničkog opažanja i stručnom nadzoru.

ključne riječi duboka građevinska jama, zaštita, dijafragma, geotehnička sidra, opažanje, nadzor

In the work the design, implementation and monitoring of the RBA bank, Magazinska Street 69, Zagreb pit protection construction performance were described. The protection construc-tion pit is highly demanding considering the geotechnical conditions in an urban environ-ment. The plan surface ground excavation is 31.1 × 61.5 m, maximum depth of excavation 18.58 m, with 5 underground levels garage. Geotechnical profile makes layering ground (gravel, sand and silty clay) with a water column of 8.8 m. Existing high - rise office building RBA bank on the north side of the cave, close to the edge of the protective structure and two large reservoirs of HEP to the south, and planned excavation, represented a additional challenge all parties in-volved in the construction of protective structures. The main pit protection construction was anchored reinforced diaphragm wall. Additional shallow excavation protection was performed by micro piles. Most of the ground anchors were performed in the soil layers below the ground water level. The procedure of geotechnical anchors subsequent injection (post - grouting) is ap-plied. Considering the conditions described performance, special attention to the system of technical observations and expert supervision was made.

abstract

keywords deep pit, protection, diaphragm wall, geotechnical anchors, monitoring, supervision

1 Tehničko veleučilište u Zagrebu; 2 Geotehnički fakultet u Varaždinuzlebo@tvz.hr; kreso.ivandic@gfv.hr

Geotechnical aspects of damages caused by natural phenomena7th conference of Croatian Geotechnical Society with international participation

10. – 12 .11.2016. Varaždin .Croatia /// ISBN 978–953–95 4 86–7–2254

uvodU cilju proširenja postojeće poslovne zgrade RBA banke u Miramarskoj ulici br. 69 u Zagre-bu, na njezinom južnom dijelu (na nekadaš-njem vanjskom parkiralištu), tijekom 2008. godine izvedena je konstrukcija privremene zaštite građevinske jame.

Slika 1. Tlocrtna dispozicija novo planirane dograd-nje uz južnu stranu postojeće zgrade RBA banke

Slika 2. Kakakterističan presjek dogradnje

Na slici 1 i 2 (lAnEt d.o.o.) prikazana je tlo-crtna dispozicija dograđenoga dijela građe-vine pravokutnog oblika tlocrtnih dimenzi-ja 31.1 × 61.5 m, te karakterističan presjek s 5 podzemnih garažnih etaža, najveće dubine iskopa 18.58 m.

Obzirom na lokalne uvjete, gdje se oko planirane građevinske jame nalazi postojeća poslovna zgradu RBA na sjevernoj strani, te dva rezervoara toplane HEP-a na južnoj stra-ni i kad se uzme u obzir dubina iskopa koja je znatno niža ispod razine podzemne vode, koncept i izvedba zaštitne konstrukcije gra-đevinske jame predstavlja složenu geoteh-ničku zadaću. Stoga je za potrebe osiguranja iskopa građevinske jame izvedena sidrena ar-miranobetonska dijafragma, čija je svrha osi-gurati stabilnost vertikalnog iskopa, stabil-nost susjednih objekata te rad u suhom.

geotehnički uvjetiGeotehnički istražni radovi su provedeni u kolovozu 2007. godine, od strane tvrtke lA-nEt d.o.o. iz Zagreba. Rezultati su prikazani u odgovarajućoj tehničkoj dokumentaciji. De-finiran je karakterističan geotehnički profil sa sljedećim slojevima tla:

— (0,0 – 3,0 m), nasip; — (3,0 – 6,0 m) CI/Cl, prašinasta glina sred-nje do niske plastičnosti, teško gnječive konzistencije;

— (6,0 – 7,0 m) Ml/SFc, prah niske plastič-nosti do sitnozrni prašinasti pijesak, do-bro zbijen;

— (7,0 – 12,0 m) GW, zbijeni dobro graduira-ni šljunak s pijeskom, zrna do 100 mm;

— (12,0 – 14,4 m) CI/CH, prašinasta glina srednje do visoke plastičnosti, povreme-no s konkrecijama, pred kraj intervala pojava pijeska;

— (14,4 – 19,7 m), SFs/Ml, pijesak s preko-mjerno praha, sitnozrni do krupnozrni, dobro zbijen;

— (19,7 – 25,0 m) CI/CH, glina, srednje do visoke plastičnosti, povremeno s prosloj-cima pijeska sivo plave i sivo smeđe boje.

Za vrijeme terenskih istražnih radova u bušotinama je registrirana pojava podzemne

Geotehnički aspekti nestabilnosti građevina uzrokovanih prirodnim pojavama7. savjetovanje Hrvatskog geotehničkog društva s međunarodnim sudjelovanjem10. – 12 .11.2016. Varaždin . Hr vatska /// ISBN 978–953–95 4 86–7–2

255

Slika 3. Tlocrtna dispozicija sidara

vode (PPV) na dubini od 9.8 m od kote terena. U promatranom razdoblju od cca 8 mjeseci re-gistrirana je najviša razina podzemne vode na 8.8 m dubine od kote terena.

osnove rješenja zaštiteS obzirom na geotehničke uvjete kao rješenje zaštite građevinske jame odabrana je sidrena armiranobetonska dijafragma.

Zbog tehničkih uvjeta izvedbe i optimali-zacije troškova dijafragma je izvedena sa ni-že kote terena, dok se prediskop u dubini 3,0 m štitio armiranobetonskim mikropilotima. Sama konstrukcija armiranobetosnke dijafra-gme je koncipirana kao vododrživa konstruk-cija. Zaštitna konstrukcija građevinske jame je izvedena kao privremena sidrena konstruk-cija, odvojena od nosive konstrukcije objekta s ciljem osiguranja nesmetanog odvijanja gra-đevinskih radova, odnosno spriječavanja uru-šavanja bočnih strana iskopa, te značajnijeg nepovoljnog utjecaja podzemne vode.

U proračunskom konceptu izdvojeno je 6 karakterističnih geostatičkih profila (sjever 2, jug 2, istok i zapad 2). Uz sjevernu i južnu stranu projektirano je produbljenja iskopa, na mjestima stubišta i dizala. Na istočnoj i za-padnoj strani jame dodatna vanjska nepovolj-na djelovanja su nastala kao produkt vlastitih težina toranjskih dizalica (120 t i 180 t). Diza-lice su bile izravno oslonjene jednim krajem na naglavnu gredu dijafragme. Na tim mje-stima paneli dijafragme su pojačano (dodat-no) sidreni. Uz južnu stranu, na mjestu naj-dubljeg iskopa od 18.58 m, izveden je i 4. red sidara. Slika 3 prikazuje tlocrtnu dispozicjiju sidara (lAnEt d.o.o.)

karakteristike zaštitne konstrukcijeVododrživa armiranobetonska dijafragma je izvedena s konstantnom širinom presjeka 60 cm, standardne širine panela od 2.40 m i duljine od 18 i 20 m. Armiranobetonska di-jafragma je izvedena s niže kote uz prediskop. Prediskop u dubini od 3.0 m se štitio kon-strukcijom od armiranobetonskih mikropi-lota promjera 30 cm, duljine 4.5 i .6.0 m, na osnom razmaku od 0.80 m.

Armiranobetonski paneli dijafragme su na vrhu povezani (naglavnicom) armiranobeton-skom gredom dimenzija presjeka 60 × 50 cm u duljini od 185 m.

Kota terena je na 121.50 mnm (+ 0.00 m) dno građevinske jame je denivelirano u dvi-je razine. Plića razina dna bliže sjevernom di-jelu jame s kotom dna + 106.50 mnm (− 15.0 m) i dublja razina dna na 104.85 mnm (− 16.65 m), dok je na mjestu produbljenja za stubišta i dizala kota dna na + 102.92 mnm (− 18.58 m) uz južni dio i 105.47 mnm (− 16.03 m) uz sje-verni dio. Stoga su i paneli dijafragme na isto-ku, jugu i zapadu 20 m duljine, a na sjeveru 18 metara.

Slika 4. Karakterističan presjek na sjevernoj stra-ni s 3 reda sidara

Na slici 4 (lAnEt d.o.o.) je prikazan karak-terističan presjek na sjevernoj strani, s pod-vlačenjem geotehnički sidara ispod postojeće zgrade RBA banke. Postojeća zgrada RBA ban-ke je višekatnica sa 7 etaža izvedena prije 20-tak godina.

Geotechnical aspects of damages caused by natural phenomena7th conference of Croatian Geotechnical Society with international participation

10. – 12 .11.2016. Varaždin .Croatia /// ISBN 978–953–95 4 86–7–2256

Slika 5 (lAnEt d.o.o.) prikazuje pogled na sjeverni zid dijafragme koji je sidren s 3 re-da sidara. U prvom redu po jedno sidro u sva-kom panelu, dok su u drugom i trećem redu su izvedena po dva sidra, ali s različitim ku-tevima nagiba prema horizontali. Duljine si-dara su: 1. red l = 12 + 8 m, 2. red l = 10 + 8 m i 3. red l = 9 + 7 m. Na mjestim produbljenja za

Slika 7. Karakterističan presjek s 3 reda sidara na dijelu južne strane jame bez produbljenja

Slika 8. Karakterističan presjek s 4 reda sidara za dio južne strane jame s produbljenjem

Slika 6. Sjeverna strana jame uz postojeću zgradu RBA

Slika 5. Karakterističan pogled na sjeverni dio pa-nela dijafragme s rasporedom sidara stubište i dizala, duljine slobodnih dionica su

veće za cca 3 m po svakome sidru. Slika 6 (Lebo, 2009) prikazuje postojeću

zgradu RBA uz samu zaštitnu konstukciju.Južna strana dijafragme, slike 7, 8 i 9 (lAnEt

d.o.o.) je sidrena s 3 i 4 reda geotehničkih si-dara. Prvi red po jedno sidro u svakom panelu, dok su u drugom i trećem redu izvedena po dva sidra, s različitim kutevima nagiba prema horizontali, te po jedno sidro u 4. redu. Dulji-ne sidara su: 1. red l = 15 + 8 m, 2. red l = 13 + 8 m, 3. red l = 9 + 9 m i 4. red l = 9 + 9 m na mje-stim produbljenja za stubište i dizala.

Južna strana jame je sidrena neujednače-nim rasporedom sidara kako po vertikali tako i po horizontali. U 2. i 3. redu izvedena su po dva sidra u jednom panelu na osnom razma-ku od 115 cm sa razlikom u kutevima od hori-zontale za 5° (5°, 10° i 15° nagiba).

Slika 10 (lAnEt d.o.o.) prikazuje južni dio građevinske jame i rezervoare toplane HEP-a.

Istočna strana dijafragme (slika 11) je sidre-na s 3 reda sidara. Prvi red po jedno sidro u svakom panelu, dok su u drugom i trećem re-du izvedena po dva sidra, ali s različitim kute-vima nagiba prema horizontali. Duljine sida-ra su: 1. red l = 12 + 8 m, 2. red l = 10 + 8 m i 3. red l = 9 + 7 m.

Na mjestu oslanjanja toranjske dizalice (nosivosti 180 t) na naglavnu gredu, paneli su (ojačani) sidreni s po dva sidra u svakom redu na način: 1. red l = 13 + 8 m, 2. red l = 11 + 8 m i 3. red l = 9 + 9 m, ali s različitim kutevima na-giba (slika 11, lAnEt d.o.o).

Na sličan način je izvedena i zapadna stra-na, s razlikom, što je pozicija toranjske diza-lice bila više južnije, prema kutu jame i nešto manje nosivosti (120 t).

Geotehnički aspekti nestabilnosti građevina uzrokovanih prirodnim pojavama7. savjetovanje Hrvatskog geotehničkog društva s međunarodnim sudjelovanjem10. – 12 .11.2016. Varaždin . Hr vatska /// ISBN 978–953–95 4 86–7–2

257

opažanje i korekcije prilikom izvedbeSustav tehničkih opažanja je odabran u skladu sa stupnjem rizika pojave neželjenih graničnih stanja. Sastojao se od 7 inklinometara, 8 klino-metara i 8 geodetskih repera, postavljenih pre-ma odgovarajućem programu. Opažanjem se pratilo ponašanje zaštitne konstrukcije i su-sjednih objekata (postojeća zgrada rba).

U fazi izvedbe 3. reda sidara, na sjevernoj strani registrirani su horizontalni pomaci čije su vrijednosti bile veće od proračunom predvi-đenih za spomenutu fazu izvedbe. Istovreme-no bili su manji od proračunom predviđenih za fazu konačnog iskopa, slika 12 (Građevinski fa-kultet Sveučilišta u Zagrebu).

Daljnom provjerom utvrđeno je da se pojava registriranih vrijednosti horizontalnih poma-ka dijafragme javlja kao posljedica nedovoljno kvalitete izvedbe sustava sidrenja dijafragme.

Naime, izvođač bi nakon provedbe propisa-ne procedure ispitivanja sidara, izvršio napinja-nje i zaklinjavanje, postupkom nabijanja kotvi u glavu sidra, te otpuštanja preše, što je uobičajen postupak. Međutim, prema tehničkim uputam proizvođača sustava zaklinjavanja ovakav način dovodi do trenutnog gubitka sile zakljinjavanja za cca 25 – 30 %. Izvođač sidara nije bio upoznat, niti upozoren od inozemnog dobavljača sustava sidrenja kotvi i užadi (bbr Cona) na tu činjeni-cu. Naknadnom komunikacijom s dobavljačem sustava sidrenja izvođač je bio obaviješten.

Opisana pojava je mogla biti registrirana tek nakon izvedbe i ugradnje dinamometara, koji su projektom bili predviđeni u 3. redu sidara. U konkretnom slučaju, ova pojava je uočena na vri-jeme zahvaljujući permanentnom sustavu opa-žanja. Nakon spoznaje provedena je povratna analiza, koja je rezultirala izvedbom dodatnih 15 sidara na sjevernoj strani, duljine L = 20 + 9 m i si-le zaklinjavanja od 600 kN (slika 13, Lanet d.o.o).

Kako bi se deklarirani gubitak sile provjerio i korigirao, provedena je kontrola ugradnjom di-namometara koji bi ostao ispod glave sidra na-kon čina zaklinjavanja. Na taj način bi se upore-dila unešena sila na preši i sila na dinamometru. Odmah po činu otpuštanja preše pojavio bi se pad sile na dinamometru. Stvarna razlika une-šene sile s preše i očitane sile na dinamome-tru je predstavljala korigiranu vrijednost sile

Slika 9. Karakterističan pogled na južnu stranu di-jafragme s neujednačenim rasporedom sidara

Slika 10. Južna strana građevinske jame, uz nepo-srednu blizinu rezervoara toplane HEP-a

Slika 11. Karakterističan presjek za istočnu stranu dijafragme sidrene s tri reda sidara

lsi = 8,0 m

GEOTEHNIČKA SIDRALuk=21,0 m

Lsl=13,0 m, Lsi=8,0 m

lsl = 13,0 m

300

415

685

AB DIJAFRAGMA, d=60,0 cm

60

2000

240

1315

685

ARHITEKTONSKA APSOLUTNA KOTA± 0,00 m = 121,50 m.n.m.

KOTA VRHA RADNOG PLATOIZVEDBU ISKOPA DIJAFRAG

- 3,00 m = 118,50 m.n.m.

KOTA TERENA119,50

115,00 KOTA 1. REDA SIDARA

KOTA DNA GRAĐEVINSKE JAME- 16,65 m = 104,85 m.n.m.

109,00

117,40KOTA DNA NAGLAVNE GREDE

118,00KOTA VRHA NAGLAVNE GREDE

POTPORNI ZID

118,40

KOTA DNA DIJAFRAGME

10°

-23,50 m = 98,00 m.n.m.

118,70KOTA DNAPOTPORNOG ZIDA

(pretpostavka)

300

lsi = 8,0 m

lsl = 11,0 m

10° 112,00 KOTA 2. REDA SIDARA

KOTA 3. REDA SIDARA

KOTA TERENA- 0,50 m = 121,00 m.n.m.

MIKROPILOT Ø300mmIPE 180, L=4,5 m

a=0,8 m

119,50

KOTA DNAMIKROPILOTA

115,00 114,20KOTA ISKOPA ZA IZVEDBU2. REDA SIDARA

111,20KOTA ISKOPA ZA IZVEDBU2. REDA SIDARA

108,20KOTA ISKOPA ZA IZVEDBU2. REDA SIDARA

117,40 KOTA ISKOPA ZA IZVEDBUUVODNOG KANALA

150

150

300KOTA VRHA MIKROPILOTA

KOTA VRHA UVOD. KANALA

100

ski

07.

GEOTEHNIČKA SIDRALuk=18,0 m

Lsl=9,0 m, Lsi=9,0 m

lsl = 9,0 m

lsi = 9,0 m

15°

60

10°

5°5°

Geotechnical aspects of damages caused by natural phenomena7th conference of Croatian Geotechnical Society with international participation

10. – 12 .11.2016. Varaždin .Croatia /// ISBN 978–953–95 4 86–7–2258

i na mjestima, gdje se očekuju vršne sile. Na osnovu stečenih iskustava iz ovog projekta, preporuča se njihova ugradnja na samom po-četku izvedbe probnih geotehničkih sidara. Na taj način će, osim provjere nosivosti sidra, biti provedena i kvantifikacija gubitka sile pri pro-vedbi postupka zaklinjavanja. Savjetuje se svim projektantima, nadzornim inženjerima i izvo-đačima da ovakve provjere budu obvezujuće i tehnički dokumentirane. Sustav opažanja, kon-trole i nadzora potrebno je prilagoditi u odno-su na kriterij zahtjevnosti, odnosno procije-njenom riziku svakog pojedinog projekta, a ne svoditi ga na formalno pravnu potrebu izrade odgovarajuće tehničke dokumentacije.

U trenutku završetka konstrukcije zaštite građevinske jame (veljača 2009.) rezultati mje-renja bili su u očekivanim granicama predviđe-ni projektom, bez značajnijeg utjecaja na su-sjedne objekte.

referenceGrađevinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zavod za geotehniku., 2009. Izvješće o mjerenju i opaža-nju kod izvedbe zaštite građevinske jeme, Magazin-ska 69 u Zagrebu.

lanet d.o.o., 2007., Glavni projekt zaštite građevin-ske jame, TD A7/07-TVZ.

lanet d.o.o., 2008., Izvedbeni projekt zaštite građe-vinske jame, TDI A7/07-TVZ.

Lebo, Ž., 2009. Završno izvješće nadzornog inženje-ra konstrukcije o izvedbi podzemne garaže, 1. faza, br. A2-09-TVZ, Zagreb

Thomas H. Hanna, Foundations in tension ground anchors, Trans Tech Publications, 1982.

Petros P. Xanthakos, Ground Anchors and Anchors Structures, John Wiley & Sons, INC. 1991.

lsi = 8,0 m

GEOTEHNIČKA SIDRALuk=20,0 m

Lsl=12,0 m, Lsi=8,0 m

lsl = 12,0 m

150

350

700AB DIJAFRAGMA, d=60,0 cm

1850

1150

60

700

ARHITEKTONSKA APSOLUTNA KOTA± 0,00 m = 121,50 m.n.m.

KOTA VRHA RADNOG PLATOA ZAIZVEDBU ISKOPA DIJAFRAGME

- 3,00 m = 118,50 m.n.m.

116,00

KOTA DNA GRAĐEVINSKE JAME- 15,00 m = 106,50 m.n.m.

110,00

118,40 KOTA VRHA UVODNOG KANALA

KOTA DNA DIJAFRAGME

10°

- 22,00 m = 99,50 m.n.m.

300

lsi = 8,0 m

GEOTEHNIČKA SIDRALuk=18,0 m

Lsl=10,0 m, Lsi=8,0 m

lsl = 10,0 m

113,00

KOTA TERENA- 0,50 m = 121,00 m.n.m.

SUSJEDNA ZGRADA

B-3121,00

118,60

N

115,50

CL/CI

113,70

ML/SFc

109,10

GW

106,60

CI/CH

105,30ML/SFs

102,40

SFs,c

99,00

CI/CH

116,30KOTA DNATEMELJNE PLOČE

140

60

GEOTEHNIČKA SIDRALuk=16,0 m

Lsl=7,0 m, Lsi=9,0 m

lsl = 7,0 m

lsi = 9,0 m

15°

PRESJEK 1-1, MJ. 1:100

KOTA 1. REDA SIDARA

115,20KOTA ISKOPA ZA IZVEDBU1. REDA SIDARA

KOTA 2. REDA SIDARA

112,20KOTA ISKOPA ZA IZVEDBU2. REDA SIDARA

KOTA 3. REDA SIDARA

109,20KOTA ISKOPA ZA IZVEDBU3. REDA SIDARA

118,00KOTA VRHA NAGLAVNE GREDE117,40KOTA DNA NAGLAVNE GREDE

111,70 m.n.m.

113,00 m.n.m.

117,40KOTA ISKOPA ZA IZVEDBUUVODNOG KANALA

NPV - proračunski

NPV - 14.11.2007.

5° 10°

10°

lsi = 8,0 m

GEOTEHNIČKA SIDRALuk=29,0 m

Lsl=20,0 m, Lsi=9,0 m

10° 114,50

150

lsl = 20,0 m

lsi = 9,0 m

113,70KOTA ISKOPA ZA IZVEDBUDODATNOG REDA SIDARA

KOTA DODATNOG REDA SIDARA

Slika 12. Rezultati mjerenja horizontalnih pomaka na inklinometru I–1, sjeverna strana pored zgrade RBA

Slika 13. Model sa dodatnim sidrom ispod zgrade RBA

Slika 14. Ugrađeni dinamometar za praćenje sile u sidru

zaklinjavanja. Postupak korekcije se proveo na način da su se sva izvedena sidra dotezala sa si-lom zaklinjavanja uvećanom za 30% od projek-tirane (dio užadi za napinjanje još nije bio skra-ćivan). Na taj način bi se kompezirao izmjereni (deklarirani) gubitak sile.

U nastavku postupak zaklinjavanja se pro-vodio prema uputama proizvođača, uz navede-nu korekciju i praćenje s dinamometrima. Sli-ka 14 pokazuje ugrađeni analogni dinamometar kojim se pratila vrijednost sile nakon postupka zaklinjavanja (Lebo, 2009).

zaključakU standardnoj inženjerskoj praksi ugradnja di-namometara (analognih ili digitalnih) za praće-nje sile u sidrima se planira u kritičnim fazama