Vady a poruchy venkovských staveb vlivem podmrzání základů

Abstrakt: Článek se zabývá přístavbami a modernizováním původních hliněných staveb. Objektů z přírodních materiálů se vyskytuje zejména na venkově velké množství. Jsou opravovány, vyztužovány a prováděny k nim přístavby takovým způsobem, že jsou na první pohled k nerozeznání od konstrukcí z pálených cihel.

V případě výskytu poruch majitelé tyto hliněné domy často bourají a nahrazují je novými, převážně z pálených cihel. Jiní se znovu začínají rozhodovat o přírodních materiálech. Jsme toho názoru, že je lépe konstrukce z nepálených cihel ponechávat a rekonstruovat a nikoli bourat, i když to v mnoha případech není jednoduché.

Problémů se na objektech vyskytuje hned několik. Nejzávažnějšími se jeví problémy statické, spojené s hloubkou základových konstrukcí. Hloubka by měla vyhovovat nezámrzné hloubce podle klimatické oblasti a zemině, ve které základ stojí. Dalším problémem je provazování přístaveb s hliněnou stavbou, ať už v základech nebo ve stropních konstrukcích (chybějících věncích). V článku je popsán návrh na stažení ve stropních konstrukcích táhlem.

Častým problémem je i zvýšená vlhkost v hliněné stavbě.

Článek řeší zmiňované problémy tak, aby byl zachován objekt k rekreačnímu bydlení a zároveň vyhovoval současným technickým trendům.

Porucha statická – vlivem podmrzání základů

Na konkrétním příkladu demonstrujeme problémy, které si stavebníci zapříčinili sami. Předmětný rodinný domek byl postaven v roce 1924 z nepálených cihel, ke kterému byla později provedena přístavba z CP. Další přístavba a rekonstrukce byla provedena v letech 1975–1977, svépomocí. Objekt byl využíván jako rekreační, převážně v letních měsících, jen s občasným využitím přes zimu – topení je lokální. Hloubka základové spáry je jen asi 600 mm.

Popis objektu

Horní dvě třetiny levé části půdorysu (obr. 1), jsou z nepálených cihel, stropní konstrukce jsou dřevěné, trámové. Zastřešení je provedeno stojatou stolicí se dvěma plnými vazbami a kryta je taškami pálenými dvoudrážkovými.

Levá spodní část půdorysu značí rekonstrukci, která byla provedena na místě původní prádelny, kde byl vykopán sklep. Zdivo z plných cihel bylo nadstaveno do potřebné výšky, aby byla sjednocena světlá výška celého domu. Nutno je podotknout, že základy v této části byly pouze podezděny, nikoli podbetonovány a sklep není izolován. Stěny byly natřeny proti zemní vlhkosti jen asfaltovým nátěrem. Svázání s původní stěnou z nepálených cihel nebylo v tomto případě provedeno. Strop nad sklepem i pod střechou byl zhotoven nově z ocelových I nosníků a stropních keramických desek Hurdis II s patkami. I profily byly uloženy do kapes ve zdivu z nepálené hlíny a podloženy jen polovinou cihly plné pálené. Ztužující věnce, které by svázaly úroveň stropů, zcela chybí. Spád ploché střechy je vytvořen dřevěnou konstrukcí, na které je položena pásová živičná krytina.

Z pálených tvarovek CDm majitelé postavili pravou část půdorysu (opět dle obr. 1), která vytváří jednu místnost a podsklepenou terasu. Stropní konstrukce jsou opět provedeny z ocelových I nosníků uložených do kapes v nepálené hlíně. Střešní konstrukci tvoří jen spádová vrstva ze škvárobetonu, bez dalších vrstev tepelných izolací. Krytina je z živičných pásů a horní vrstva s posypem (povrch byl obnoven roku 2001).

Dodatečně prováděná přístavba nebyla nikterak svázána se stávající stavbou. Základy jsou u původní stavby kamenné, volně na plocho ložené a u přístavby z prostého betonu. Základová spára obou částí je provedena ve stejné hloubce, tedy jen 600 mm pod přilehlým terénem, takže základy nejsou provedeny v dostatečné hloubce vzhledem k promrzání zeminy (viz [1] a [3]). Okapový chodník kolem budovy nebyl proveden.

Geologickým průzkumem byla v oblasti stavby zjištěna zavlhlá jílovitá zemina s velkým obsahem CaCO₃ ve formě hrubého a jemného písku.

Terasa je zapuštěna částečně pod terénem, zdivo je i v tomto případě izolováno od zemní vlhkosti jen asfaltovým nátěrem. Zastropení je provedeno pomocí ocelových I profilů s deskami Hurdis s patkami, kde I profily jsou uloženy taktéž do kapes ve zdivu z nepálených cihel. Spádová vrstva terasy je provedena z prostého betonu a škvárobetonu. Hydroizolační vrstva je z živičné pásové krytiny s chybějící nášlapnou vrstvou. Z důvodu absence vodorovné hydro izolace ve sklepě pod terasou je v tomto prostoru zvýšená vlhkost, která se projevuje i vzlínáním ve svislém zdivu.

Nad původní stavbou z nepálených cihel je provedena sedlová střecha, kterou tvoří dřevěná konstrukce stojaté stolice. Podkroví nebylo zpočátku stavby využíváno, ale počátkem osmdesátých let bylo provedeno zateplení krovu pomocí skelné vaty (70 mm) a krokve byly podbity překližkovými vyztuženými panely s odvětráváním. Následně byly do podkroví vestavěny dvě místnosti.

Příčina poruchy

Průběh poruchy, která byla v objektu zjištěna, spočívá v odtržení novější části budovy od staré a to nejenom ve stěně, ale také ve stropní konstrukci. Trhlina ve stropní konstrukci kopíruje ocelový I profil (obr. 2) a koresponduje s poklesem základové spáry přístavby budovy. Šířka trhliny ve stropě byla 4–12 mm a v některých místech je viditelný i pokles stropu. Trhlinky ve stěnách dosahují šířky jen 1–3 mm.

Příčinou vzniku trhlin je s největší pravděpodobností podmrzání malé hloubky základů a jejich pokles vlivem sedání v objemově nestálých zeminách (jílech) a kolísavá vlhkost zeminy v průběhu roku a změna vodního režimu v podzákladí. Geologickým posudkem byla totiž zjištěna jílovitá zemina s příměsí CaCO₃ ve formě hrubého a jemného písku náchylná na objemové změny. Statické zajištění trhlin je z tohoto důvodu nutné, protože trhlina ve stropě dosahuje v současné době šířky až 12 mm.

Vzhledem k tomu, že jde o jílovitou zeminu s dlouhodobým dotvarováním, je velmi pravděpodobné, že se mohou trhliny stále zvětšovat v průběhu ještě několika následujících let, než dojde k celkové časové konsolidaci jílovité zeminy.

Závěr – návrh řešení

Jílovité podloží je náchylné na objemové změny, proto musí být zabezpečeno, aby se k základové spáře nedostávala voda a nedocházelo tak k dalšímu sedání. Navrhované provedení opravy spočívá v odkopání zeminy po celé délce budovy, s následným provedením nové svislé hydroizolace stěny podsklepené části a základu části nepodsklepené. Do výkopu, před jeho zasypáním, je nutné položení drenážní trubky, která bude odvádět vodu podél budovy a pozemku. Tímto opatřením se zabrání prosakování vody ze sousedního pozemku k základům, čímž se zamezí dalšímu sedání konstrukce vlivem vlhkosti. Je také nutné provedení nového okapového chodníku, opět po celé šířce budovy. Nový okapový chodník je vhodný též podložit hydroizolační fólií, aby se povrchová voda nedostávala do blízkosti základu. Po tomto zajištění spodní stavby je nutná oprava trhlin ve zdech a ve stropě.

Pokud by nebyla voda od základů odvedena, docházelo by dále k celkovému narušení objektu sedáním, protože jílovitá zemina má dlouhou dobu dotvarování a tak by se trhliny pozvolna zvětšovaly, než by došlo ke konečné časové konsolidaci a mohlo by v extrémním případě dojít i k propadnutí stropu, případně k odtržení celé stěny od konstrukce.

Další návrh zajištění této stavby spočívá v nutnosti zpevnění budovy v úrovni pod stropem ocelovým táhlem, aby nedocházelo k vybočování poškozené stěny. Tímto způsobem se nahradí ne existující věnce. Navrhovaná táhla budou uložena do drážky ve zdivu a přivařena k ocelovým I profilům stropní konstrukce (podobné řešení je v [2]).

Účinnost této rekonstrukce bude záviset na kvalitě provedení všech prací.

Literatura:

[1] MACEKOVÁ, V., VLČEK, M.: Zakládání staveb. Brno: ERA, 2004. ISBN 80-86517- 83-7.

[2] VLČEK, M., MOUDRÝ, I., NOVOTNÝ, M., BENEŠ, P., MACEKOVÁ, V.: Poruchy a rekonstrukce. Brno: ERA, 2003, 2. doplněné a opravené vydání. ISBN 80-86517- 56-X.

[3] EICHLER, J., MACEKOVÁ, V.: Mechanika zemin a zakládání staveb. Brno, Akad. nakl. CERM, s.r.o., ISBN 80-72-04-014-6.