Kotwienie murów do więźby dachowej jako zabezpieczenie przed rozporem sklepień

Kościół pw. Św. Jakuba w Sobótce doznał podczas II wojny światowej poważnych zniszczeń. Uszkodzony został dach i część sklepień nad nawą. Kilkanaście lat po odbudowaniu obiektu na początku lat 60. sklepienia krzyżowe i gurty uległy spękaniu z szerokim rozwarciem pęknięć. Sklepienia groziły zawaleniem i zniszczeniem konstrukcji dachu.

Rys 1. Stan konstrukcji pod koniec lat 70.

Gurt (łuk jarzmowy) to element konstrukcyjny wykonany z cegły ceramicznej i tworzący monolit ze sklepieniem, wsparty na dwóch podporach (murach), podtrzymujący i wzmacniający sklepienie budowli. Gurty mają taki sam rozstaw jak przypory. Przypora to inaczej skarpa, czyli pionowy element konstrukcyjny w formie filara przyściennego o boku zewnętrznym ukośnie ściętym lub uskokowym, służący do wzmocnienia ściany obiektu i do przeniesienia siły poziomej parcia sklepień obiektu na podłoże gruntowe.

Obiekt został odbudowany na podstawie projektu technicznego, w oparciu o szczątkowe pozostałości więźby dachowej. Opracowując ekspertyzę techniczną i projekt techniczny zabezpieczenia sklepień dachu przed awarią przeanalizowałem projekt odbudowy.

Rys 2. Zabezpieczenie sklepień przed pękaniem

Stwierdziłem, że projektant odtworzył konstrukcję dachu zgodnie z zachowanymi jego szczątkami. Otóż co około 1 m o belkę poprzeczną osadzoną na murach zewnętrznych oparta była para krokwi. Ta poprzeczna belka nazywana jest tramem. W miejscach, gdzie znajdują się przypory, jest też tram, a obok jeszcze dwie belki blisko siebie. Belki te nie są obciążone, wydają się więc niepotrzebne. Na temat zabezpieczenia murów i sklepień przed rozporem siłą poziomą projektant napisał tylko jedno zdanie: „Sklepienia należy zabezpieczyć przed ich rozporem”. Wykonawca robót nic z tego nie zrozumiał i wykonał zabezpieczenie jak na rys. 1. Jak z niego wynika, stalowy ściąg nie jest w stanie przenieść obciążenia wywołanego rozporem sklepienia. Siła rozporu działa bowiem na mur zewnętrzny znacznie niżej. W wyniku takiego kotwienia mury zewnętrzne uległy odkształceniu, a sklepienia – głównie gurty – uległy spękaniu grożącym awarią. W górnej części przypór od wnętrza kościoła widać było obcięte pręty stalowe o znacznej średnicy. Robiąc rozpoznanie przy opracowywaniu ekspertyzy technicznej nie mogłem zrozumieć, jak budowniczowie kościoła rozwiązali zabezpieczenie sklepień i murów przed siłami poziomymi rozporu. Zagadkowe było zastosowanie trzech tramów blisko siebie przy każdej z przypór. W wyjaśnieniu tajemnicy pomógł niebywały traf, jaki miał miejsce w poszukiwaniu rozwiązania.

Otóż pomiędzy murem zewnętrznym nawy i sklepieniem na ich styku powstają wąskie i głębokie pachwiny. Ich dolna część jest najczęściej wypełniana żużlem, gruzem i innymi materiałami odpadowymi z budowy, a na wierzchu tej zasypki jest położona warstwa zaprawy. W ten sposób górna część pachwiny jest dość szeroka i można do niej swobodnie wejść. W przypadku kościoła w Sobótce pachwiny po remoncie pozostały w stanie surowym. W zasadzie nikt o to nie dba, bo nie widać ich i nikomu to nie przeszkadza. Są też pewne trudności z dostaniem się do wąskiej i głębokiej pachwiny. Właśnie w ostatniej pachwinie nad chórem znalazłem element zastosowany do kotwienia murów i sklepienia przed ich rozporem.

Była to drewniana żerdź, z metalowymi okuciami z obydwu stron. Znaleziona żerdź była tylko częścią całości z okuciem na jej końcu. Jak widać na rys. 2, żerdź drewniana z okuciami metalowymi na obu końcach była mocowana z jednej strony do pręta stalowego osadzonego w górnej części przypory i z drugiej strony do belki poprzecznej zamocowanej do potrójnych tramów. Taki układ statyczny jest geometrycznie niezmienny. Po dokonaniu tego odkrycia do kotwienia sklepień i murów zastosowano ten sam system, lecz żerdzie drewniane z okuciami zostały zastąpione ściągami z prętów stalowych. Przedtem trzeba było sprawdzić spawalność elementów kotwiących, jakie pozostały w murach. Okazuje się, że dawni budowniczowie mieli doskonałe kwalifikacje w sztuce budowlanej.

Po zabezpieczeniu sklepień i murów przed rozporem, pęknięcia zostały wyspoinowane i od tej pory nie występują żadne zjawiska świadczące o niewłaściwej pracy konstrukcji.

Wniosek końcowy: wykonawcy robót budowlanych wykonują roboty dokładnie wg rozwiązania projektowego, a jeżeli nie ma takiego rozwiązania, to postępują według własnego uznania, zależnie od posiadanych kwalifikacji. I w takich przypadkach z reguły popełniane są błędy.

Projekt techniczny musi więc zawierać rozwiązania projektowe wszystkich zagadnień konstrukcyjnych. Niczego nie można zostawić wykonawcom robót (niczego im nie ujmując). Opisany obiekt jest tego przykładem – projektant zlekceważył zagadnienie kotwienia sklepień i murów, a wykonawca prac wykonał je, jak umiał.

Edmund Ratajczak
Expronad

Źródło: Dachy, nr 11 (119) 2009