Výstavba pilotního projektu opěrné konstrukce z vyztužené zeminy na modernizované trati Rokycany – Plzeň

Publikováno 05.12.2025

V rámci optimalizace projektu byl investorem vznesen požadavek na návrh konstrukce, která by zajistila minimalizaci dočasných a trvalých záborů stavby, zajistila jednoduchou montáž směřující k rychlému zastabilizování zářezových svahů a současně byla ve své podstatě bezúdržbovou konstrukcí. Z těchto důvodů byla navržena kaskádovitě budovaná konstrukce z vyztužené zeminy s betonovými panely na líci.

V rámci modernizace železniční trati Rokycany – Plzeň, v traťovém úseku Ejpovice-Doubravka byla navržena přeložka Homolka v km 94,068 – 95,850. Nová poloha osy v daném úseku předpokládala realizaci trvalého zajištění oboustranných zářezových svahů na úseku dlouhém 700 m s maximální výškou konstrukce až 14 m. Použití technologie vyztužené zeminy vytváří ekonomicky výhodnější alternativu ke konvenčním řešením v podobě monolitických nebo prefabrikovaných konstrukcí ze železobetonu či kamene, které byly v daných okrajových a geotechnických podmínkách výstavby obtížně realizovatelné. Zárubní zdi z vyztužené zeminy zde vymezují oboustranný zářez, kdy líc je rozdělen do tří samostatně budovaných etáží. Výstavba zdí započala v roce 2015, svými rozměry se řadí mezi jednu z největších na železničním koridoru v ČR.

 

Schématický řez konstrukcí oboustranného zářezu

Geologická skladba prostoru staveniště

V kvartérních zeminách mají dominantní postavení deluviální či fluviální zeminy, v menší míře pak rovněž antropogenní sedimenty. Celková mocnost kvartérního pokryvu kolísá v trase projektované přeložky trati v rozmezí od cca 1,7 m do max. 6,0 m. Předkvartérní podklad tvoří terciérní sedimenty, spodnopaleozoické (ordovické) sedimentární horniny a svrchnoproterozoické sedimentární a vulkanické horniny. Sedimenty jsou v místě stavby zastoupeny převážně hlinitopísčitými až hlinitoštěrkovitými sedimenty různých konzistencí, místy v nepravidelných mocnostech byly průzkumnými pracemi zastiženy i zeminy jílovité s lokálními proplástky kaolínu. Sedimentární horniny jsou tvořeny zvětralými břidlicemi, v menší míře i prachovci. Zeminy v prostoru stavby dosahují vzhledem k pestré litologické stavbě různých kvalit. V podloží se zde vyskytuje mělká oscilující hladina podzemní vody závislá na klimatických poměrech a zvodně s různou vydatností, vzájemně oddělené jílovitými izolanty. Z tohoto pohledu se při výstavbě očekávalo, že bude odcházet k častým vývěrům podzemní vody dotované z okolního prostředí, jedná se o složité základové poměry a konstrukce je zatříděna do 3. geotechnické kategorie.

Georadar zobrazující zvodně v neogenních sedimentech – horizontální řez h = 3 až 6 m

Filozofie návrhu

Postup výpočtu i návrh konstrukce zárubních zdí včetně řešení všech konstrukčních detailů v těchto obtížných podmínkách daných především nepříznivými hydrogeologickými poměry lokality je výsledkem mnohaletých zkušeností získaných na jiných námi navrhovaných objektech budovaných pomocí technologie vyztužené zeminy a realizovaných v minulých letech. Na základě zkušeností s návrhem a realizací těchto konstrukcí byly definovány výpočetní stavy, zvoleny odpovídající výpočetní metody a postupy, stejně jako celá řada konstrukčních doporučení a detailů, které byly zapracovány v rámci vývoje potřebné systémové konstrukce, resp. tvaru lícního betonového prefabrikátu, zajišťující bezproblémovou výstavbu konstrukce i v těchto náročných podmínkách. S ohledem na popsané skutečnosti, bylo hlavním úkolem zajistit jednoduchou a technologicky nenáročnou montáž vedoucí k rychlé realizaci konstrukce, a tedy i k rychlé a trvalé stabilizaci zářezu. Z těchto objektivních důvodů byly v líci konstrukce použity panely na plnou výšku o maximální výšce prefabrikátu 4,2 m.

Vstupní údaje

Do návrhového výpočtu vstupují vlastnosti zásypového materiálu ve styku s výztuží, zeminy za vyztuženým blokem a zeminy v podloží. V oblasti zásypu se použil vysoce kvalitní zásypový materiál typu štěrk s minimálním úhlem tření 33°. Podle IG průzkumu byly geotechnické parametry místních zemin značně proměnlivé vzhledem k různorodému složení zemin na staveništi. Nad konstrukcí se při statickém posouzení předpokládalo rovnoměrné zatížení o intenzitě 10 kN/m2 působící v pásu o šířce 4,5 m. Toto zatížení se stanoví na základě odborného odhadu možného charakteru technologického provozu nad nosnou konstrukcí, zejména v době výstavby konstrukce a po jejím uvedení do provozu.

Výpočet

Návrh vyztuženého zeminového bloku byl proveden v souladu s britskou návrhovou metodikou Tieback Wedge (BS 8006). Rozložení tuhosti výztužných prvků po výšce konstrukce dle této metodiky respektuje návrhový požadavek na deformační chování konstrukce, kdy se předpokládá, že napětí ve výztuhách vyvodí jejich poměrné délkové přetvoření max. 0,5 %. Takto navržený zeminový blok byl následně posouzen na celkovou stabilitu konstrukce dle zásad EC7 (Obr. 3). Pro celkovou predikci přetváření konstrukce, určení reálného deformačního chování konstrukce, a především pro nastavení inicializačního záklonu lícních prvků bylo nutné vypočtené hodnoty vodorovných deformací empiricky upravit. K tomuto byly využity bohaté zkušenosti a výsledky měření z již realizovaných staveb. Lícní panely pak byly instalovány v záklonu 80:1 – 40:1 v závislosti na výšce konstrukce, dimenzích vyztužení, poloze panelu v konstrukci a typu zásypového materiálu. Záklon a poloha panelu při dalších fázích výstavby byla na stavbě průběžně kontrolována v rámci monitoringu konstrukce.

Schéma z výpočetního modelu

Konstrukční řešení opěrných zdí

Koncepční řešení zajištění zářezových svahů předpokládala zhotovení opěrných zdí pomocí technologie vyztužené zeminy s tuhým lícem tvořeným železobetonovými prefabrikovanými díly o skladebné šířce 1,5 m a maximální výšce 4,2 m. Z konstrukčního a statického hlediska byl objekt po výšce kaskádovitě členěn do tří etáží. Stabilita zemní konstrukce za lícními prvky byla v konstrukci zajištěna pomocí geosyntetických výztužných prvků, které jsou zataženy do samotného násypového tělesa na kotevní délku určenou statickým výpočtem, kdy délka výztužných geomříží byla 6,0 m. V konstrukci byly použity tři typy pevností výztužných geomříží, v závislosti na výšce, resp. etáži konstrukce. Ve spodní etáži byly použity výztužné geomříže s krátkodobou pevností 110 kN/m, ve střední etáži s pevností 80 kN/m a v horní etáži s pevností 55 kN/m. Z důvodu predikovaných přetvoření byly opěrné zdi po délce konstrukce rozděleny na samostatné sekce maximální délky 15 m. Oddělení jednotlivých sekcí a jejich ukončení bylo řešeno pomocí obkladového gabionového koše na celou výšku konstrukce, který byl z architektonických důvodů rozčlenění pohledové plochy předsunut před líc sekcí zárubních zdí o 130 mm. Zajištění gabionového koše je na rubu betonových panelů zajištěno termicky poplastovanou ocelovou tyčí.