Utrditev zidanih konstrukcij stavb

5576
Utrditev zidanih konstrukcij stavb

Utrditev zidanih konstrukcij stavb

 

Na območju Slovenije prevladujejo zidane stavbe. Večina novih stanovanjskih hiš je tako kot v preteklosti zidanih iz opečnih in betonskih zidakov, če pa se obrnemo bolj nazaj v zgodovino, pa je bila večina stavb, tudi javnih, zidanih iz kamna in opeke. Najpogosteje prihaja do poškodb in celo porušitve stavb zaradi potresnih vplivov. Zidane stavbe so ponavadi potresno najbolj ranljive. Vzroki za to so v tem, da so pogosto zidane iz nekvalitetnih in nestabilnih materialov.

Zavedati se moramo, da Slovenija leži na potresno aktivnem območju. Spomin na potresa v Posočju leta 1998 in 2004 je še kako živ (Slika 3), zato vam bomo v nadaljevanju prikazali nekaj pri nas v Sloveniji najpogosteje uporabljenih načinov utrditve zidanih stavb. Pri novejših stavbah gre ponavadi za manjše rekonstrukcije, medtem ko gre pri starejših objektih za celovite konstrukcijske posege.

Poškodbe zidanih stavb v Posočju zaradi vpliva potres

Ojačitev temeljev

Najprej moramo pri vseh ukrepih zagotoviti, da bodo temelji sploh sposobni prenesti nastale potresne sile in jih brez poškodb prenesti na temeljna tla. Če na kakršenkoli način ugotovimo, da so temelji prešibki, ali pa če pride do neenakomernih poseganj pod temelji zaradi bistvenega povečanja teže, jih utrdimo ali z obetoniranjem ali pa s pod-betoniranjem, lahko pa tudi še kako drugače.

Enostransko in obojestransko ob in pod-betoniranje
Ojačitev temeljev v praksi

Pri tem je zaželeno, da se obstoječi temelj z novim delom poveže s sidri, ojačitev temeljev pa naj predstavlja konstrukcijsko vez, ki bi pripomogla k večji povezanosti zidov v primeru delovanja potresnih obremenitev. Dela se morajo izvajati po etapah s podaljševanjem armature in hkrati samo na eni strani zidu, saj ne želimo ogroziti stabilnosti zidu. Obstoječi temelji so pogosto preplitki, s tem ukrepom pa jih hkrati poglobimo pod cono zmrzovanja. Na koncu moramo poskrbeti še za ustrezno zaščito pred vodo oziroma vlago (drenaža, hidroizolacija).

Utrditev zidovja

Za utrjevanje zidovja poznamo več različnih načinov in ukrepov za izboljšanje potresne odpornosti zidu, izbor rešitve pa je v veliki meri odvisen od vrste in kakovosti zidu.

  • Kamnito zidovje

V kamnitih in mešanih zidovih so pogosto številne votline (do 20%) in nevezan material. Taki zidovi so primerni za injektiranje, ki bistveno izboljša mehanske lastnosti zidu. Posebno pozornost moramo posvetiti injektiranju stikov nosilnih sten in stik s ploščo oz. območje jeklenih zidnih vezi. Injektiranje se prične s pripravo poševnih vrtin, ki jih nato pod pritiskom skozi cevke napolnimo s cementno-silikatno maso. Predhodno moramo zapreti vsa porozna mesta, da masa ne odteka iz zidu. Injektiranje poteka od temeljev navzgor.

Risba sistematičnega injektiranja kamnitega zidu

Injekcijska masa, ki zapolni votline v kamnitem zidovju, po strjevanju poveže dele zidu v monolitno strukturo, prepreči razpadanje zidu in zagotovi monolitno delovanje zidu v primeru potresa in tako poveča potresno odpornost.

Injektiranje mešanega zidu
Rezultati analize so pokazali, da se z injektiranjem kamnitih zidov bistveno izboljša njihova potresna odpornost

Če je del kamnitega zidu toliko poškodovan, da se ga ne da zainjektirati (delna porušitev ali razslojitev zidu) (Slika 9) in ocenimo, da ga ni potrebno porušiti in ponovno pozidati, izvedemo prezidavo (Slika 10), pri čemer pazimo, da sta oba sloja zidu med seboj ustrezno povezana z veznimi kamni, ali pa izbočeni sloj vrnemo v prvotni položaj, ustrezno povežemo z nepoškodovanim delom zidu in zainjektiramo.

Delna porušitev kamnitega zidu
Sanacija razslojenega kamnitega zidu s prezidavo

Kamniti zid se da utrditi tudi z armiranobetonsko oblogo

Povezava AB obloge s kamnitim zidom s strižnimi mozniki
Injektiranje in oblaganje kamnitega zidu

Pri tem moramo paziti na zadostno zaščitno plast betona, sicer lahko pride do korodiranja armature 

Korodirana armaturna mreža AB obloge kamnitega zidu
  • Opečni zidovi

Pri stavbah zidanih z opeko injektiranje ni tako učinkovito kot pri kamnitih, zato se v praksi najpogosteje uporablja oblaganje zidu na eni strani ali obeh straneh z različnimi vrstami armiranobetonskih oblog (Slika 14 in 15). Z zidu moramo najprej odstraniti obstoječi omet, prav tako moramo iz fug med zidaki v globini cca. 1,5 cm odstraniti staro malto, nakar zainjektiramo morebitne razpoke. Nato se v dveh slojih, z armaturo med slojema, nanese cementni omet v skupni debelini cca. 3 cm.

Izvedba armiranobetonske obloge na opečnem zidu in v območju razpok na opečnem zidu
Izvedba armiranobetonske obloge na opečnem zidu v praksi

 

Poleg omenjenega načina utrditve opečnih zidov se uporabljajo tudi druge rešitve.  Ena takih rešitev je prefugiranje zidu (Slika 16). Če je zid poškodovan po fugah iz slabe malte, ga lahko saniramo z zamenjavo dela slabe malte z močnejšo, praviloma cementno malto. Obstoječo malto izpraskamo, odstranimo in površino očistimo, ter omočimo z vodo. Zid po potrebi armiramo s palicami, nato pa fuge zapolnimo z izboljšano malto. Pri prefugiranju moramo biti pozorni, da ne ogrozimo stabilnosti zidu, zato ne smemo delati na obeh straneh hkrati.

Povezovanje zidovja

Povezava kamnitih zidov z jeklenimi zidnimi vezmi v tlorisu in prerezu

Le redke starejše zidane stavbe imajo takšne stropne konstrukcije z zidnimi vezmi, ki med potresom delujejo kot toge vodoravne diafragme in zagotavljajo, da zidovi nihajo usklajeno. Pri večini starejših stavb z lesenimi stropniki ti stropniki niso sidrani in zidovje ni povezano z zidnimi vezmi, zato pride do razpok na stikih zidov in tudi do porušitve stene zaradi nihanja pravokotno na ravnino stene. Ker so zidovi med seboj ločeni, pride do neusklajenega nihanja, kar še dodatno zmanjša potresno odpornost. Za sanacijo in utrditev konstrukcije je na voljo več rešitev.Ena izmed možnosti je vgraditev jeklenih zidnih vezi na višini stropov, s katerimi povežemo nosilne zidove stavbe in preprečimo njihovo ločenje med potresom.           

Ker ne želimo oslabiti prereza stene, vodoravne jeklene vezi vgradimo na obeh straneh v utor, ki ga izsekamo v omet. Za vezi ponavadi uporabljamo kar navadno betonsko jeklo, ki imajo na koncih vrezane navoje, da jih lahko z maticami sidramo na jeklene podložne plošče, vgrajene na vogalih in ob stikih zidov (Slika 18 in 19). Matice privijemo, vezi pa lahko tudi prednapnemo in s tem zagotovimo še boljše obnašanje konstrukcije v primeru potresa. Po prednapetju matice privarimo na podložne plošče.

Jeklene zidne vezi na notranji strani objekta in sidranje zidnih vezi na podložno ploščo na vogalu

 

Jeklene zidne vezi na zunanji strani objekta in sidranje zidne vezi ob notranji nosilni steni

Poleg tega, da vgradimo zidne vezi, utrdimo in sidramo tudi lesene stropove. Stropnike sidramo z jeklenimi vijaki in sidrnimi ploščami v zidove (Slika 22), sam strop pa lahko utrdimo tudi tako, da ga povežemo z jeklenimi diagonalami. Če se odločimo obdržati lesene stropove, lahko utrdimo tudi sam lesen strop in sicer tako, da izvedemo plafonski opaž v eni smeri in nasipni v pravokotni smeri oz. deske zgoraj in spodaj pribijemo pod kotom 45o (Slika 20) in pa kot smo že omenili z jeklenimi diagonalami.

Utrditev lesenih stropov z opažem v različne smeri
Utrditev lesenih stropov z jeklenimi diagonalami
Včasih lesene stropove zamenjamo z masivnimi monolitnimi ali prefabriciranimi stropnimi konstrukcijami na ustreznih ležiščih, nove stropne konstrukcije pa z jeklenimi sidri ustrezno povežemo med seboj oz. jih sidramo v zidovje (Slika 22). V primeru, ko uporabljamo prefabricirane elemente, preko njih položimo AB tlačno ploščo. Vsa območja ležišč po vgraditvi sider in zabetoniranju plošče zainjektiramo s cementno maso, da zagotovimo monolitno delovanje stropov.
Sidranje stropov v zidovje
Naleganje in sidranje nove AB plošče na obstoječe kamnito zidovje

Izdelava novega so-vprežnega estriha na obstoječi opečni obok za utrditev konstrukcije

Čeprav z omenjenimi ukrepi skušamo povečati potresno odpornost objekta, ni nujno, da nam to popolnoma uspe. Še več, znanih je dosti primerov, ko so taki ukrepi povzročili več škode, kot pa če jih ne bi bilo. Vzrok za to pa so bili neustrezno izvedeni detajli, zato moramo za učinkovito delovanje ukrepov utrditve konstrukcij stavb posameznim detajlom posvetiti posebno pozornost.

Tla v Sloveniji so potresno aktivna, zato moramo po videnju poškodb (razpok) oz. kakršnikolih šibkosti v konstrukciji ukrepati. Pogosto se namreč zgodi, da potres poškoduje konstrukcijo, kasnejši potresni sunki pa jo, prav zaradi poškodb in šibkosti, porušijo. Zato je pomembno, da ukrepamo pravočasno in se s tem izognemo morebitni katastrofi.