Vyztužené zeminy v mostním stavitelství
Konstrukce z vyztužených zemin jsou dnes již běžně využívaným řešením, a to z více důvodů v závislosti na konkrétních podmínkách. Prakticky vždy se ovšem jedná o úspěšnou cenovou alternativu k tradičně používaným konstrukcím opěrných stěn ze železobetonu nebo tížným opěrným stěnám. V mostním stavitelství jsou konstrukce z vyztužené zeminy hojně používané zejména pro mostní křídla, opěry nebo nájezdy.
Princip a využití vyztužené zeminy
Princip vyztužených zemin je založený na interakci mezi výztužnými prvky a zhutněnou zeminou. Výztužné prvky svou tahovou pevností zachycují smykové síly v zemině a takto vyztužený zemní blok působí jako homogenní těleso odolávající vnějšímu zatížení. U systému VSoL® jsou výztužné prvky tvořeny buď galvanizovanou ocelovou mřížovinou, skládající se ze dvou podélných prutů a navařených příčníků v odpovídajících vzdálenostech, nebo polymerickými páskami. U systému s ocelovou mříží jsou vnitřní síly ze zhutněné zeminy přebírány přímým namáháním příčníků a zároveň třením mezi zeminou a podélnými pruty, zatímco u polymerických pásků jsou síly ze zeminy zachycovány výhradně třením. Součástí systému jsou prefabrikované lícní panely, které plní funkci estetikou a ochrannou. Využití konstrukcí z vyztužených zemin v dopravním stavitelství je velmi široké. Vhodnost aplikace vždy vyplývá z konkrétních podmínek pro daný projekt, jako je dostupnost vhodného zásypového materiálu, únosnost podloží nebo například potřeba minimalizace rozměrů konstrukce s ohledem na vlastnické vztahy okolních pozemků nebo jiné omezení. Možné alternativy k tradičním řešením jsou znázorněny na obr. 2.
Obr. 1 Schéma vyztuženého zemního tělesa VSoL®
Obr. 2 Možné využití vyztužené zeminy v dopravním stavitelství
Mostní opěry z vyztužené zeminy
Rozlišujeme dva základní typy mostních opěr z vyztužené zeminy. První variantou je koncept návrhu mostní opěry, kdy se přes plošný základ umístěný přímo na zemním bloku vyztužené zeminy přenáší plné zatížení z mostní konstrukce do mostní opěry. Druhou variantou je takzvaná kombinovaná opěra, kdy zatížení z mostní konstrukce je přenášeno do hlubinných základů prostřednictvím pilířů. Plně zatížená mostní opěra z vyztužené zeminy je přirozeně ekonomičtějším řešením v porovnání s kombinovanou mostní opěrou s hlubinným založením, musí být ovšem věnována zvýšená pozornost sedání bloku vyztužené zeminy a jeho případného vlivu na vrchní stavbu. Pokud je opěra stavěna na málo únosném podloží s očekávanými zvýšenými hodnotami sedání a vertikálních deformací vyztuženého zemníku bloku, měla by rozhodující část sedání a deformací proběhnout před provedením vrchní stavby. Pro tento typ konstrukcí tedy nejčastěji před instalací prefabrikovaných nosníků. Toho se někdy dosahuje přitížením konstrukce. Zároveň musí být vrchní stavba navržena na přípustné nerovnoměrné sedání mezi opěrami, respektive mezi opěrou a pilířem. Tam, kde nemohou být opěry z vyztužené zeminy použity kvůli očekávanému nepřijatelnému sedání po dokončení mostní konstrukce nebo z jiných důvodů, je vrchní stavba osazena na předsazené nebo ve vyztuženém zemním bloku skryté pilíře založené na hlubinných základech. V této konfiguraci není při návrhu vyztuženého zemního tělesa počítáno s vertikálním užitným zatížením z mostní konstrukce, veškeré zatížení je přenášeno do hlubinného založení. 
Obr. 3 Instalace opěry v Hong Kongu
Nájezdy na mosty
Nájezdy na mosty z vyztužené zeminy s lícními panely jsou často používány tam, kde je řešení pomocí násypu z různých důvodů nemožné nebo neekonomické a zároveň je k dispozici vhodný zásypový materiál. Využití mohou najít zejména v městském intravilánu, kde je minimalizace šířky nájezdu s ohledem na okolní zástavbu často nutná, a obecně také při potřebě omezení výkupu pozemků. V závislosti na okolních podmínkách mohou být vyztužené zemní bloky s jednou lícní stěnou (obr. 2a) nebo oboustrannou lícní stěnou (obr. 2b), což je pro mostní nájezdy nejtypičtější konfigurace. V případě, že je základna dostatečné šířky s ohledem na výšku vyztuženého zemního tělesa, je možné oboustrannou stěnu uvažovat a navrhovat jako dvě nezávislé protilehlé stěny. V případě, že z výšky a rozměru základny vyztuženého zemního tělesa vyplývá vzájemná interakce obou stran, musí být konstrukce posuzována jako celek. V tomto případě dochází ke vzájemnému překryvu výztužných prvků.
Obr. 5 Kombinovaná opěra s předsazenými pilíři ve Španělsku
Obr. 6 Dálnice D1, Bratislava – Trnávka, nájezd na most
Závěr
Konstrukce z vyztužené zeminy přinášejí do mostního stavitelství ekonomicky velmi výhodná řešení a zároveň při dodržení osvědčených návrhových a technologických postupů, což platí obecně, také konstrukce s dlouhou životností.
TEXT: Ing. Pavel Vaněk
FOTO: VSL SYSTÉMY /CZ/
Pavel Vaněk je zástupcem vedoucího obchodního oddělení ve společnosti VSL SYSTÉMY /CZ/, s. r. o.
Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.
