Velkoplošné bednění MEVA - Mammut s deskami Alkus - zralé na rekord

V antverpském přístavu se v současnosti staví nový nákladový dok-Deurganckdok. Je to již výstavba třetího přílivového doku pro kontejnerové lodě v tomto přístavu. Veřejnou zakázku na stavbu tohoto obrovského díla získalo sdružení stavebních dodavatelských firem, které pro dodávku bednění zvolilo jako nejvýhodnější řešení firmy MEVA Schalungs-Systeme, GmbH, která je jedním z největších evropských výrobců systémového bednění.

Antverpy se mají stát s podporou fondů z Evropské unie největším evropským přístavem, schopným přijmout jakékoliv transoceánské lodě, který kapacitou přeroste i známý Rotterdam. Tolik pro dokreslení objemu tohoto gigantického stavebního díla.

Celá stavba je rozdělena na tři části, dosud se provádějí, jak je dále popsáno, části I a II. Základním požadavkem pro stavbu je nutné snížení úrovně hladiny spodní vody z úrovně +3,50 m na –22,50 m. To předpokládá odvodnění v protiproudu, plánované na severozápadní a jihovýchodní straně. Jako dodatečné opatření kvůli zabránění poklesu půdy se na okraji staveniště provádí vodotěsná šikmá stěna o délce cca 1000 m. Na některých místech dosahuje až do hloubky 50 m, kde je ulehlý jíl.

Přístavní hráz v části I má délku 1360 m a její provádění bylo rozděleno výškově na 2 základní prvky – základová deska a vlastní stěna.
Základová deska úhlové stěny o šířce 24,1 m se po obou podélných stranách betonuje mezi štětové stěny. Maximální výška této desky dosahuje 6 m. Pro provádění bednění čelních stěn se posuzovaly dvě varianty:

Varianta 1. Zajištění jednostranného stěnového bednění opěrnými konzolami s variantami ukotvení:

• v tlusté betonové desce z hubeného betonu, nebo
• v podkladní betonové desce se zesílenými okraji v místech uložení opěrných konzol.

Plenty bednění do velikosti 5 m měly být osazovány stavebním jeřábem.

Varianta 2. Vytvoření konstrukce dvou horizontálních příhradových nosníků k zajištění čelního bednění proti přenesení vodorovných tlaků čerstvé betonové směsi. Zde se počítalo s osazením celého smontovaného čelního bednění pomocí portálového jeřábu.
Protože varianta 1 vyžadovala ztracené kotevní systémy (včetně nadbytečné betonové desky), bylo z prováděcích i ekonomických důvodů rozhodnuto, že se použije varianta 2. V přechodu k patě svislé stěny (zde má šířku 5,2 m) byla základová deska zešikmena (fáze betonáže 1B) a do horního líce byly zafixovány kotevní prvky pro další fázi betonáže. Bednicí dílce zde byly proti vztlaku zajištěny ocelovými příhradovými nosníky, volně uloženými na celou délku taktu (20 m), na koncích byly tyto nosníky uloženy na ocelovou konstrukci bednění čel. V třetinách byla dodatečně zabudována kotvení proti vztlaku, která byla již upevněna ve fázi betonáže 1 A – ta je prováděna v předstihu. Na zabednění kapes pro úvazová »pacholata« a drážek se používaly zvláštní dílce. Jejich upevnění se provádělo přišroubováním na sériové desky bednění typu Mammut. Jako bednicí plášť těchto dílců se použily nové umělohmotné desky Alkus, blíže popsané v [1].

Pro bednění vlastní svislé stěny přístavní hráze o výšce 23,70 m se zvažovaly tři varianty.

Varianta 1. Provedení systémem překládaného bednění s výškou betonáže po 3 m. Osazení překládaných konzol a bednění se mělo provádět pomocí stavebního jeřábu ve velikostech plent do 5 m.

Varianta 2. Provedení systémem posuvného bednění s nekotveným řešením výšky 6,50 m. Pro přenesení velkého tlaku betonu musí být bednění navrženo s ocelovými příhradovými nosníky osazenými ve spínacích místech bednicích dílců. Navíc je nutné kotvení v patě, které se musí zabudovat do předchozího betonážního úseku. V horní části, nad betonem se osazovalo kotvení. Přemísťování bylo obdobné jako ve fázi 1.

Varianta 3. Provedení stěny jako neukotveného bednění až do výšky 17,15 m. Tlak betonu zde přebírají svislé ocelové příhradové nosníky, které jsou ukotveny v patě (kotvení zabudováno při betonáži fáze 1), a nahoře na vrcholu prostřednictvím kotvicích rámů rozmístněných půdorysně na délku taktu po 4 m. Celá konstrukce o celkové váze 240 t by měla být uložena naráz pomocí portálového jeřábu. Zároveň by mělo být díky velkému rozestupu kotevních rámů (4 m) možné na portálový jeřáb zavěsit v tloušťce stěny zvedací plošinu, jakož i dva speciální ponorné vibrátory o průměru hlavice 200 mm. Tento rozestup rámů je vhodný i proto, že hadice betonářské pumpy mohly být na takt délky 20 m rozmístněny jen na čtyřech místech.

Na základě zkušeností s pracností montáže překládaného bednění 1,2 hod/m², u posuvného bednění 0,8 hod/m² a 0,2 hod/m² u varianty 3. Nakonec byla zvolena varianta 3 (speciální řešení firmy Meva Schalungs-Systeme), jelikož je výrazně nejlevnější a nejrychlejší. Řešení bednicích prací podle této varianty bylo ve spolupráci firem Cordeel, van Haut a Meva optimalizováno a upraveno pro specifické podmínky stavby. Pro vlastní realizaci bylo použito systémového bednění MEVA Mammut s vysokou únosností na tlak čerstvé betonové směsi - 97 kN/m² a bednicím pláštěm ze spřažených umělohmotných desek Alkus. Dosavadní zkušenosti s těmito deskami prokázaly, že se i po 100 použitích nezmění jejich povrch a že se u nich používá minimální množství separačních nátěrů. Tím se minimalizuje rozsah čištění po odbednění, a potvrdilo se, že přilnavost desek k betonu je minimální.

Statika a konstrukce ocelových příhradových nosníků byla počítána na tlak betonu 80 kN/m² po výšce stěny. Důvody byly následující:

• předepsaný cement s nízkou hydratační teplotou má opožděný začátek tuhnutí;
• k betonáži musí být použit absolutně tekutý beton.

Měření v prvních betonovaných úsecích prokázala při teplotách nad 25 °C tlak betonu jen 64 kN/m², který se objevoval především v horní polovině betonované výšky 17,25 m. Tím vznikly odpovídající rezervy na zimu.
Výpočtem byla stanovena výška ocelových příhradových nosníků 2,25 m. Ty se přišroubovaly pomocí přírubových šroubů v odstupech po 1,25 m k bednicím dílcům. Jako horní horizontální nosník na převzetí reakcí z ocelových příhradových nosníků a převedení tahů z kotevních rámů montovaných v modulu 4 m byl zabudován válcovaný profil HEB 550.

Uvolnění čelního i bočního bednění se při odbedňování provádí zdvihem. Dosavadní zkušenosti s rámovým bedněním, kde byly jako bednicí plášť použity překližky, prokázaly, že ozuby rámů, které přesahovaly překližku o cca 2 mm byly vlastně zality do plochy betonu a proto bylo při odbedňování nutné vyvinout značné smykové síly. Volba desek Alkus u nichž ozub rámu lícuje s jejich povrchem tento problém zcela vyřešila, protože tyto desky jednak téměř nepřilnou k betonu a ani ozub rámu není do betonové plochy zapuštěn, takže nevznikají žádné mechanické problémy. Vzniklé předpětí v ocelových příhradových nosnících stačí k tomu, aby při uvolnění hlavových kotvení došlo k okamžitému oddělení bednění od betonu. Je přitom jedno, jestli se tak stane den, dva nebo tři po betonáži. Celkové přenesení bednění bočních stěn a čelního bednění, s uvolněním čelního bednění trvá 27 metrů vysokému portálovému jeřábu méně než půl hodiny. Hmotnost stěnových elementů je přitom 90 tun a čelního bednění pak 20 t. Nosnost jeřábu je 250 t. Vzhledem ke smršťování betonu je stěna betonována po taktech délky 20 m s tím, že napřed se vybetonují liché takty a po proběhlém dotvarování betonu se betonují sudé takty mezi již vybetonovanými. Pro tyto takty se dodává druhé kompletní boční bednění. Tímto řešením bednění lze na stavbě týdně uložit 6000 až 7000 m³ betonu, k čemuž se musela postavit speciální betonárka.
Nakonec (výškově 3 záběr od výšky stěny 17,25 až do 23,7 m) je pak potřeba dobetonovat zešikmenou část stěny o výšce 6,55 m. Tloušťka stěny se mění z 4,20 na 5,20 m. Zde se uplatní varianta posuvného bednění – bez ukotvení pomocí ocelových příhradových nosníků.

Desky Alkus prošly zatěžkávací zkouškou

Přednosti bednicích desek Alkus byly dostatečně popsány v literatuře i odborném tisku, např. v [1], ale mimořádně složitou zatěžkávací zkouškou prošly až na uvedené stavbě. Plně se přitom potvrdily deklarované mechanické vlastnosti desek, lepší manipulace s nimi a životnost ve srovnání s překližkou, která předčila i v tisku deklarované hodnoty. Vedle mechanických vlastností desky stojí také za pozornost jejich odolnost vůči agresivní mořské vodě, která umožňuje provádět ukládání betonu v prostředí prosakující slané vody, aniž by tato skutečnost nepříznivě projevila na kvalitě a vlastnostech desek Alkus.

Literatura:

[1] Jiří Hejhálek, Bednicí deska Alkus startuje nový směr vývoje, Stavebnictví a interiér, 9/2000, str. 98.