SZKOŁA ASPIRANTÓW

PAŃSTWOWEJ STRAŻY POŻARNEJ

W KRAKOWIE

PRACA ZALICZENIOWA

Temat: Rozpoznawanie, zapobieganie i ograniczanie zagrożeń.

Wykonał:

Zieliński Paweł

KRAKÓW 2001

SPIS TREŚCI

Wstęp

1. Niebezpieczeństwo zawalenia

1.1. Rozpoznanie i zapobieganie niebezpieczeństwu zawalenia

1.2. Ograniczanie niebezpieczeństwa zawalenia poprzez rozbiórkę

1.3. Doraźne zabezpieczenie uszkodzonych elementów i budynków

1.3.1. Podpory pionowe (stemplowe)

1.3.2. Podpory ukośne (konstrukcje zastrzałowe)

1.3.3. Podpory wiszące (rozpórki)

1.3.4. Wzmocnienie rozpórki

1.3.5. Przypory

1.3.6. Rusztowania przyporowe

1.3.7. Obejmy

1.3.8. Ściągi

1.3.9. Zabezpieczenie uszkodzonych dźwigarów kratowych

1.3.10. Zabezpieczenie otworów okiennych i drzwiowych oraz przebić

2. Literatura

WSTĘP

Z dniem 1 lipca 1992 roku zadania Państwowej Straży Pożarnej zostały rozszerzone o rozpoznanie i likwidację miejscowych zagrożeń, w tym również budowlanych. W stosunkowo niewielkim czasie poczyniono znaczny postęp w opracowaniu zagrożeń operacyjnych związanych z katastrofami budowlanymi.

Tymczasem w ostatnich latach niebezpieczeństwo katastrof budowlanych uległo zwiększeniu i nadal wzrasta, co związane jest ze starzeniem się budynków oddanych do użytku w okresie powojennym oraz katastrofalnym stanem instalacji podziemnych i wewnątrz budynku - szczególnie niebezpiecznych instalacji gazowych.

Ewidencja awarii i katastrof budowlanych za ostatnie kilka lat potwierdza ten fakt. Niezbędna jest zatem intensyfikacja prac prowadzonych przez Państwową Straż Pożarną lub z udziałem Państwowej Straży Pożarnej w opracowaniu zagadnień technicznych związanych z rozpoznaniem, oraz likwidacją skutków katastrof budowlanych.

Dotyczy to w szczególności:

• Organizacji i sposobu prowadzenia działań ratowniczych na miejscu zdarzenia z uwzględnieniem specyfiki zdarzenia (katastrofy budowlanej) z zastosowaniem szczegółowych metod i rozwiązań technicznych;

• Specjalistycznego przygotowania jednostek ratowniczych w zakresie technicznych sposobów prowadzenia akcji.

Każdy ratownik musi na miejscu akcji uważać na zagrożenia już znane a także ukryte. Rozpoznanie zagrożenia musi natychmiast eliminować lub gdy nie jest to możliwe natychmiast o nich ostrzegać innych a także meldować o tym przełożonym. Zagrożenia mogą występować na miejscu awarii ale także występować podczas odwożenia rannych i w ten sposób wpływać ujemnie na przebieg akcji ratowniczej.

1.NIEBEZPIECZEŃSTWO ZAWALENIA

1.1. Rozpoznawanie i zapobieganie niebezpieczeństwu zawalenia.

Zasadniczo gruzy nie powinny być obciążone. Pozostając w spokoju tworzą relatywnie stabilny system. Ta równowaga wszystkich gruzów może być jednak szybko zniszczona przez środki ratownicze jeśli po gruzach będzie się chodzić, jeśli byłoby poruszanie, strącane lub poruszane przez wprowadzone do akcji dźwigi. Zastosowanie ewentualnych niezbędnych środków ratowniczych musi być rozpatrywane pod kontem wymienionych wyżej zagrożeń.

Chwiejące się części budynków jak np. kominy, pojedyncze części ścian, belki i słupy mogą ulec zawaleniu już przy niewielkim lub prawie niedostrzegalnym wstrząsie.

Części gruzu mogą, na skutek przechodzenia po nich, obsuwać się nagle na pokrycia szybów windowych lub innych otworów jak i otworów w stropach.

Przestrzenie wolne wśród zagruzowania zostają wtedy wypełnione przez drabiny gruz co prowadzi do dodatkowych zagrożeń dla osób tam uwięzionych.

Grożące niebezpieczeństwo zawalenia lub osunięcia sygnalizowane jest często charakterystycznymi znakami.

Mogą one być:

- słyszalne poprzez trzeszczenie lub wysypywanie się zaprawy z miejsc podparcia stropu i innych wgłębień w murach. ,

- widoczne poprzez powstawanie i przemieszczanie się rys i pęknięć, odpadające gzymsy, przebudówki lub wygięcia, odcinanie elementów połączonych itd.

Wyjątkiem są tu konstrukcje stalowe, które ulegają zawaleniu w całości bez sygnałów poprzedzających.

Środki ostrożności i ochrony.

Niebezpieczeństwu zawalenia można zapobiec poprzez:

• Zachowanie ostrożności przy wchodzeniu na gruzowisko,

• Ostrożność przy wydobywaniu części gruzu i przy zmianach obciążenia powodowanym przez nacisk lub podnoszenie,

• Zapobieganie drganiom powodowanym przez działania zewnętrzne na gruz i dodatkowym obciążeniem np. wodą gaśniczą.

1.2. Ograniczenie niebezpieczeństwa zawalenia poprzez rozbiórkę.

Zagrażające zawaleniem budynki lub ich części powinny zostać dosyć szybko rozebrane, aby grożące z ich strony niebezpieczeństwo zlikwidować ostatecznie. Rozebranie może być zlikwidowane poprzez : zburzenie, rozebranie, spychanie lub wysadzenie. Decyzja o przeprowadzeniu rozbiórki opiera się na starannym zbadaniu możliwych następstw np.:

- czy znajdują się zasypani w obszarze będącym w strefie oddziaływania spadającego na dół gruzu,

- czy nie zostaną zablokowane dojazdy?,

- czy instalacje zasilające nie zostaną uszkodzone?,

- jakie uszkodzenia mogą wystąpić w nieuszkodzonych budynkach, budowlach lub ulicach?

1.3. Doraźne zabezpieczenie uszkodzonych elementów i budynków.

Naruszone konstrukcje budowlane stwarzają zagrożenie dla bezpieczeństwa prowadzonych działań, dlatego znajomość podstawowych sposobów i metod zabezpieczania jest jednym z warunków skuteczności działań.

Zabezpieczenie uszkodzonych budynków i ich elementów ma na celu:

- umożliwić ratownikom bezpieczne dotarcie do poszkodowanych i zasypanych,

- pozwolić na bezpieczną ewakuacje ludności z miejsca katastrofy,

- zapobiegać przejściu budowli z uszkodzenia lokalnego do katastrofy lawinowej.

Należy podkreślić, ze wszystkie działania zabezpieczające wykonywane poprzez jednostki straży pożarnych mają charakter doraźny i prowizoryczny. Z powyższego wynika, że metody stosowane w tych działaniach muszą charakteryzować się możliwością szybkiego montażu przy jednoczesnym spełnieniu zasadniczych warunków bezpieczeństwa ratowników i ratowanych.

Prawidłowe wykonanie zabezpieczenia uwarunkowane jest znajomością pracy naruszonych elementów i budowli. Należy mieć na uwadze fakt, że w niektórych wypadkach niewłaściwe podparcie może doprowadzić do zmiany warunków statycznych, z uwzględnieniem których obiekt został zaprojektowany, co w konsekwencji może doprowadzić do zniszczeni.

1.3.1. Podpory pionowe (stemple).

Stemplem nazywamy pionowy lub ukośny słup odpowiednio ustawiony, zdolny do przeniesienia obciążeń, które przeniósł dotychczas element uszkodzony na niżej położone konstrukcje budynków lub na grunt.

Ten rodzaj wzmocnienia stosowany przede wszystkim do zabezpieczania poziomych elementów budowli takich jak: stropy, podciągi, nadproża, sklepienia itp. Na wykonanie stempli należy używać zdrowego i prostego drewna, o przekroju nie mniejszym niż 12cm w cieńszym końcu i 14x14 cm w przypadku kantówki.

Ustawienie stempli rozpoczyna się od miejsca najbardziej uszkodzonego. Odległość pomiędzy poszczególnymi stemplami uzależniona jest głównie od obciążeni, ale nie powinno przekraczać 1.5m . W celu zabezpieczenia przed wyboczeniem stempli wyższych niż 2m, stosuje się stężenia poziome zakładane w połowie wysokości w formie kleszczy, które wykonuje się z desek o grubości co najmniej 25mm, przybijanych do stempli.

Prawidłowo założony stempel składa się z:

- podkładki górnej

- podkładki dolnej

- słupa

- klinów

Podkładki maja za zadanie rozłożenie obciążenia na jak największą powierzchnię. Bardzo ważne są kliny, które umożliwiają regulację wysokości podparcia elementu oraz dodatkowo umożliwiają późniejszą rozbiórkę całego układu. Generalnie każdy stempel nie może być podbijany i usztywniony więcej niż dwoma klinami. Po założeniu i podbiciu stempla kliny należy zabezpieczyć przed przypadkowym przesunięciem zbijając je gwoździem (rys.1).

Rys.1. Sposoby zakładania stempli:

1. elementy składowe stempla,

Obciążenia przenoszone przez stemple na niższe elementy budowli powinny być rozłożone na konstrukcje zachowane, aby nie powodowały ich nadmiernego odkształcenia lub zniszczenia. Gdy niema pewności, co do wytrzymałości elementu służącego jako oparcie obowiązuje zasada stemplowania przez kilka kondygnacji w dół, do samego gruntu.

1.3.2. Podpory ukośne (konstrukcje zastrzałowe).

Stosowane są do wzmocnienia pionowych elementów konstrukcyjnych. Sam sposób wykonania podpór jest uzależniony od wysokości uszkodzonego elementu, wymiarów, ciężaru, stopnia odchylenia od pionu.

Przy konstrukcjach niskich, w przypadku niewielkiego wychylenia od pionu (gdy wychylenie jest na zewnątrz), przy pęknięciu ścian, można stosować podpory pojedyncze.

Rys.2. Elementy podpory zastrzałowej

Zastrzał po wsunięciu powinien tworzyć z podłożem kąt od 45⁰ do 60⁰. w wypadku użycia kilku konstrukcji odstęp między nimi powinien wynosić 2-3m.

W przypadku występowania gzymsu należy wykorzystać go do oparcia jednego końca podpory, tak jak na rys. 3.

Rys.3. Podparcie ściany z gzymsem

Jeżeli na ścianie nie ma żadnego elementu umożliwiającego zamocowanie jednego końca podpory należy zwrócić uwagę na następujące rozwiązania takie jak na rys. 4. W rozwiązaniach tych jako zabezpieczenie przed przesunięciem całej konstrukcji w poziomie stosuje się pale, których nie wolno wkopywać, lecz należy wbijać.

Rys.4. Sposoby zabezpieczania ściany bez gzymsu.

W przypadku konstrukcji większych niż 3-4m i gdy występuje pęknięcie ścian należy stosować podpory ukośne podwójne lub pojedyncze. Wówczas zaleca się aby zastrzały górne znajdowały się poniżej stropu górnej kondygnacji, a zastrzały dolne na wysokości stropu kondygnacji dolnej. Na rys.5 pokazano wykonanie podpory dwuzastrzałowej przy poziomych pęknięciach ściany.

Rys.5. Podpora dwuzastrzałowa.

Jeżeli zabezpieczany element jest popękany pionowo można dodatkowo zastosować poziomo ułożone belki, które bezpośrednio przylegają do pękniętej ściany (rys.6).

LISTWY POPRZECZNE

PODWALINA

Rys.6. Podparcie ściany przy pionowych pęknięciach.

Bardzo istotnym elementem całego układu jest prawidłowe oparcie zastrzału w gruncie. Jeżeli wystąpi konieczność zastosowania kilku partii konstrukcji zastrzalowych, można poradzić sobie w sposób stosowany przez cieśli budowlanych. Należy na płaskim terenie , narysować układ podpory w skali l:l. Do tego celu można wykorzystać asfaltowe place lub jez­dnie. Następnie zgodnie z wykonanym wzorcem przyciąć poszczególne elementy podpór. Na placu należy także wykonać zaciosy i połączenia oraz wstępnie złożyć podporę w celu sprawdzenia prawidłowości wykonania. Po sprawdzeniu dopasowania poszczególne elementy należy przenieść w miejsce wbudowania. W wyznaczonym miejscu przyłożenia podpory należy pionową belkę swobodnie oprzeć o ścianę, wstępnie stawiając ją na ziemi, W wyznaczonej odległości od ściany wykonać wykop (rys.7) wyrównując jego ścianie lak aby można było ułożyć podłużne podwaliny. Po ich ułożeniu przygotować kliny i zabezpieczyć je przed przesunięciem. Na klinach ułożyć podwalina poprzeczną. Następnie dolny zastrzał należy ustawić na podwalinie i połączyć z pionową belka, uniesioną na odpowiednią wysokość. Po zamocowaniu dolnego zastrzału należy wstawić gór­ny, po czym pionową belkę opuścić swobodnie do dołu, aż nastąpi automatyczne zaklinowanie konstrukcji pomiędzy podwaliną a ścianą.

Kolejne podpory należy zmontować w sposób wyżej opisany. Po zało­żeniu wszystkich konstrukcji dobić kliny, wzmocnić połączenia za pomocą klamer ciesielskich i przybić usztywnienia (kleszcze).

Przy wysokościach 6-8m zalecane jest wykonywanie konstrukcji skła­dających się z trzech zastrzałów, ten typ podpory jest najbardziej stabilny i mocny jeżeli zostanie zapewnione właściwe oparcie całej konstrukcji.

W rozwiązaniu tym dodatkowo montuje się belki dolne. Proces wyko­nywania łych podpór przebiega w sposób niżej opisany. Po przygotowaniu wszystkich elementów należy na powierzchni ziemi (wcześniej wyrówna­nej) ułożyć dolne belki, nic dosuwając ich do ściany na odległość, w przy­bliżeniu równą przekrojowi belki pionowej. Następnie ustawić belkę pio­nową, mającą bezpośrednio przenieść obciążenia ściany na zastrzały.

Rys.7. Podpora trójzastrzałowa

Po jej przy notowaniu we wcześniej wykonane gniazda wprowadzić zastrzały i całość wzmocnić klamrami ciesielskimi. Teraz całą konstrukcję należy do­kładnie dosunąć do zabezpieczonej ściany. Po tym, całą podporę ustabili­zować palami wbitymi w ziemię na głębokość 80-90 cm. W miejscu styku belki poziomej z palem należy wbić kliny (tak jak widać na rys. 8). Następnie konstrukcje usztywnić przybijając kleszcze z desek o grubości co najmniej 38 mm oraz miejsca połączeń wzmocnić klamrami ciesielski­mi. Na rys. 8. pokazano podporę trójzastrzale są ze szczegółami połą­czeń poszczególnych elementów składowych podpory.

Bardzo istotną sprawą podczas wykonywania podpór zastrzałowych jest Sposób łączenia poszczególnych elementów układu. Połączenie takie po­winno gwarantować bezpieczna pracę podpory. Na rys, 8, pokazano przy­kładowe rozwiązaniu połączeń miedzy belką a zastrzałem.

Rys. 8. Połączenie zastrzału z belką

Oczywiście sposób połączenia może być także inny, przykładowo w USA stosuje się stalowe nakładki wzmacniające, które przybija się za pomocą gwoździ.

Podczas montażu podpór należy pamiętać o zapewnieniu punktu opar­cia podpory, zapobiegającego przesunięciu podpory po ścianie.

11.3. Podpory wiszące (rozporki)

Ten rodzaj podpór stosowany jest w przypadku uszkodzeń stężeń pozio­mych budowli, powodujących przechylenie się elementów (ścian) do wewnątrz.

W lej sytuacji rola podpory sprowadza się do przeniesienia sil parcia pochodzących od przechylonego elementu na sąsiedni, stabilny i mogący przenosić obciążenia element budowlany.

Zastosowanie rozporki będzie także pożądane w sytuacji, kiedy dwie sąsiednie ściany pochylają się „do siebie". Typowe rozporki mają zastoso­wanie w robotach ziemnych podczas wykonywania wykopów wąskoprzestrzcnnych (rozparcie szalunków).

Ten typ wzmocnień ograniczony jest do rozpiętości ok. 5-6 m (pomię­dzy elementem stabilnym a zabezpieczanym). Do zabezpieczenia niewiel­kich elementów mogą być używane rozporki pojedyncze. Konstrukcja takiej rozpory jest taka sama jak stempla (stempel odwrócony o 90 stopni, rys. 11.9.)

Rys. 11.9. Rozporka pojedyncza

Wykonanie rozpory pojedynczej polega na dokładnym rozparciu ele­mentów i właściwym podklinowaniu. Jednak zabezpieczenie to może być stosowane przy niewielkich rozpiętościach (do 3m). Do tych rozpiętości mogą być wykorzystywane typowe rozpory śrubowe.

Przy większych rozpiętościach wystąpi konieczność zastosowania roz­porek o mocniejszej konstrukcji, np. takich jak na rys.11.10.

Rys.11.10. Rozpórka z zastrzałami

Konstrukcja rozporki jest zbliżona do podpory zastrzałowej i przygotowa­na tak samo, tzn. według wzornika wykonanego poza miejscem montażu.

Proces wbudowania tego typu podpory powinien przebiegać w niżej opisany sposób. Po przygotowaniu (docięciu, wykonaniu gniazd i czopów), należy na wymaganej wysokości podparcia, na przeciwległych ścianach zamontować dwie kantówki o przekroju 10x10 cm (np. za pomocą haków). Na kantówce przeciwległej ściany do zabezpieczanej ustawić deskę pełnią­cą rolę podkładki pod kliny Po jej ustawieniu zamocować rozpórkę połą­czoną wcześniej zastrzałem (krótszą o 5-7 cm od rozpiętości pomiędzy ścia­nami). Teraz należy ustawić całość na kantówkach i zaklinować (tak jak na rys. 11.10.). Prawidłowo wykonana konstrukcja powinna być wzmocniona klamrami ciesielskimi oraz usztywniona kleszczami.

11.4. Obejmy

Obejmy można podzielić na:

- sprężone,

-zwykle.

Obejmy stalowe należy stosować do wzmacniania elementów lub konstrukcji pionowych: zbiorników, kominów, słupów oraz szybów klatek schodowych i wind.

11.5. Ściągi

Ściągi przenoszą siły rozciągające. Mogą być wykonane z:

-lin stalowych wielożyłowych,

-prętów stalowych,

- kształtowników.

Bardzo często stosuje się ściągi wstępne naciągnięte (sprężające), prze­kazujące na konstrukcje oporowe siłę docisku, powodując dodatkowe wzmocnienie i przeciwdziałaniu powstawaniu rys i pęknięć konstrukcji wykonanych z materiałów kruchych.

Jako ściągi sprężające najkorzystniej stosować pręty stalowe gwinto­wane na obu końcach, gdyż ułatwia to wprowadzenie siły naciągu i jej kontrolowanie.

Ściągi służą do wzmacniania zniszczonych filarów, sklepień. Wzmoc­nienie przy pomocy cięgien sprężających należy stosować dla usztywnie­nia konstrukcji budynku w cel przeciwdziałania odchyleniu ścian. Wzmoc­nienie w tym przypadku polega na wprowadzeniu sciągów przez ściany zewnętrzne i wewnętrzne.

Przy pomoc sciągów sprężających można wzmacniać uszkodzone elementy zginane: belki, podciągi, rygle, belki fundamentowe itp., Siła naciągu powinna być przekazywana na konstrukcje oporowe, które nie powinny hyc uszkodzone.

Ściągi mogą być częścią sprężonych obejm służących do wzmacniania kominów, szybów klatek schodowych itp. Zaletą tego typu rozwiązań, jest możliwość zastosowania zabezpieczenia niezależnie od wysokości na ja­kiej powstało uszkodzenie.

Szczególne zastosowanie znajdują ściągi" sprężone przy wzmacniani u fundamentów polegającym na poszerzaniu stopy fundamentu za pomocą dodatkowych, bocznych elementów połączonych za pomocą sciągów w przypadku osłabienia gruntu jak na rys. 11.12,

W podobny sposób może być wzmocniony fundament w przypadku ko­nieczności przeniesienia obciążenia na grunt nieuszkodzony jak na rys. 11.13. w celu przeciwdziałania zawaleniu się konstrukcji.

Na rys. 11.1-), przedstawiono kilka metod montowania sciągów między innymi na zasadzie „śruby rzymskiej".

11.6 Zabezpieczenie uszkodzonych dźwigarów kratowych

Dźwigary kratowe są konstrukcjami, których niewłaściwe punk­towe podparcie może doprowadzić do uszkodzenia konstrukcji, gdyż zmienia się rozkład sił wewnętrznych całego układu prętowego. Dlate­go poniżej pokazano (rys. 11.15.) właściwe usytuowanie stempli pod dźwigarem.

Rys. 11.12. Poszerzenie stopy fundamentowej

Rys. 11.13, Przeniesienie obciążenia na grunt nieuszkodzony

Rys. 11.14. Sposoby zastawiania ścian

Generalnie stemplowanie powinno być stosowane w węzłach kratowni­cy, dopuszczalne jest podparcie węzłów znajdujących się w połączeniach pasa dolnego.

Najwłaściwszymi punktami podparcia są węzły pasa górnego. Niedo­puszczalne jest natomiast podpieranie dźwigarów poza węzłami.

11.7. Zabezpieczenie otworów okiennych i drzwiowych oraz

przebić

Otwory okienne i drzwiowe stanowią drogi ewakuacji ora? występują tu takie elementy konstrukcyjne jak nadproża (belki różnych konstrukcji), które bezpośrednio wpływają na stateczność ściany (ich uszkodzenie grozi zawaleniem się ściany).

Dlatego bardzo istotną sprawą jest ocena stanu tych elementów i ewen­tualnie ich dodatkowe zabezpieczenie. W przypadku gdy otwór stwarza zagrożenie należy wykonać stemplowanie. Na rys. 11.16. pokazano meto­dy zabezpieczenia otworów.

Te same sposoby można zastosować podczas wykonywania przebić w ścianach, które stwarzają szczególne zagrożenie zawalenia się w wyniku podjętych działań.

Do wykonywania różnego typu podparć można używać także górniczych stojaków hydrantowych (rys, 11.17.), które charakteryzują się odpornością roboczą 200 kN (20 T), masa ich wynosi 25 kg . Wysokość stojaka w stanie złożonym 80 cm .

USZKODZONE NADPRORZE

OTWORU

Rys. 11.16. Sposoby zabezpieczenia otworów

Rys. 11.17. Górnicze stojaki hydrauliczne

---