40-43 wesolowski.indd

PRZEGLĄD BUDOWLANY

1/2008

AWARIE BUDOWLANE

1. Wprowadzenie

Podczas realizacji inwestycji budo-

wlanych, szczególnie w przypad-

kach wielu powtarzalnych obiektów,

występuje niekiedy potrzeba doko-

nania doraźnych zmian w doku-

mentacji, co wynika ze zmienia-

jących się potrzeb inwestora lub

przyszłych użytkowników [1, 2].

Zmiany takie często wykonuje się

dość pospiesznie, według uprosz-

czonej dokumentacji, w wyniku

czego popełnia się nieraz ewident-

ne błędy konstrukcyjne, które są

następnie powielane w następnych

budynkach. Taką sytuację opisano

w niniejszym artykule.

2. Charakterystyka rozpatry-

wanych obiektów wg doku-

mentacji projektowej

Budynki zbudowane na jednym

z nowych osiedli mieszkaniowych

Gdańska są obiektami pięciokon-

dygnacyjnymi, całkowicie podpiw-

niczonymi. Wykonano je w techno-

logii tradycyjnej, przyjmując żelbe-

towe stropy prefabrykowane oraz

strome dachy drewniane, z użyt-

kowymi poddaszami. Poddasza te

stanowią drugi poziom mieszkań

ostatniej kondygnacji. Budynki

są eksploatowane od 7 do 15

lat (pierwsze odbiory technicz-

ne miały miejsce na początku lat

dziewięćdziesiątych). Widok jed-

nego z typowych budynków roz-

patrywanego osiedla przedstawio-

no na rysunku 1.

Budynki posadowiono na żelbe-

towych ławach fundamentowych

z monolitycznego betonu klasy

B15. Do ścian piwnicznych zasto-

sowano drobnowymiarowe bloczki

betonowe, natomiast konstrukcyj-

ne ściany wewnętrzne wykonano

z cegły pełnej o grubości 25 cm,

przy czym na ostatniej piątej kon-

dygnacji i poddaszu zastosowano

drobnowymiarowe elementy gazo-

betonowe odmiany 06 o grubości

24 cm. Ściany zewnętrzne są typu

warstwowego o grubości 36 cm

(18 cm gazobeton + 6 cm sty-

ropian + 12 cm cegła licówka).

Pozostałe ściany wykonano jako

jednowarstwowe gazobetonowe

o grubości 43 cm. Ścianki działo-

we o grubości 6 cm wymurowano

z gazobetonu, z wyjątkiem łazienek

i piwnic, gdzie zastosowano cegły

dziurawki grubości 6,5 cm. Stropy

przyjęto z prefabrykowanych żel-

betowych płyt wielootworowych

(kanałowych) o grubości 24 cm,

w układzie nośnym poprzecznym.

Dachy strome o konstrukcji drew-

nianej pokryto dachówkami cera-

micznymi. Elementy konstrukcyjne

klatki schodowej (biegi, spoczni-

ki, belki) wykonano z żelbetowych

prefabrykatów, dobranych wg kata-

logów producenta.

Z dokumentacji geotechnicznej

wynikało, że w miejscach usytu-

owania budynków występowa-

ły grunty nośne, nadające się

do posadowienia bezpośredniego.

Były to między innymi gliny, gliny

pylaste, gliny piaszczyste i piaski

gliniaste. Woda gruntowa wystę-

powała poniżej projektowanego

poziomu posadowienia.

3. Opis stanu istniejącego

i uszkodzeń ścian

Pierwotny projekt techniczny prze-

widywał wykonanie dachu drewnia-

nego typu płatwiowo-kleszczowe-

go, z poddaszem nieużytkowym,

z zastosowaniem drewna klasy

K-27. Zaprojektowano krokwie

o przekroju 7,5/15 cm w rozstawie

0,80 m. Słupki podporowe i wiąza-

ry pełne usytuowano w rozstawach

3,20 m. Przekrój więźby dachowej

według tego projektu pokazano

na rysunku 2.

Usterki w nowych budynkach

mieszkalnych na przykładzie jednego

z osiedli mieszkaniowych Gdańska

Dr inż. Marek Wesołowski, Politechnika Gdańska

Rys. 1. Widok typowego budynku

na osiedlu

Artykuł był przedstawiony na XXII Konferencji

Naukowo-Technicznej „Awarie Budowlane” w Mię-

dzyzdrojach, w maju 2005 r.

PRZEGLĄD BUDOWLANY

1/2008

AWARIE BUDOWLANE

W trakcie realizacji pierwszych

budynków na osiedlu wykonano

projekt zamienny, przewidujący

nadbudowę ostatnich kondygnacji,

w celu wykorzystania ich na cele

mieszkalne. Sporządzono komplet-

ny projekt architektoniczny i niepeł-

ny projekt konstrukcyjny, z którego

zachowały się jedynie nieliczne

fragmenty. Ostatecznie wykonano

dach typu krokwiowo-płatwiowe-

go, stosując krokwie o przekroju

7,5/17,5 cm w rozstawach 0,80 m.

W węzłach kalenicowych wykona-

no nadbitki krokwi z desek 4,5/11

cm. W tej wersji projektu, ostat-

nia kondygnacja posiada ściankę

kolankową o wysokości około 1 m,

wykonaną z gazobetonu, co przed-

stawiono na rysunku 3.

Szczegół tej ścianki kolankowej,

według rysunku konstrukcyjnego

z dostępnej dokumentacji zamien-

nej, przedstawiono na rysunku 4.

Wynika z niego, że wykonano

dwa wieńce obwodowe: jeden

w poziomie płyt stropowych, drugi

na wysokości dolnej krawędzi

otworów okiennych poddasza.

Oba wieńce nie zostały ze sobą

w żaden sposób połączone.

Podczas wizji lokalnych zaobser-

wowano w wielu budynkach licz-

ne uszkodzenia ścian w obrębie

poddaszy, w postaci poziomych

zarysowań, przebiegających na

różnych wysokościach, najczę-

ściej w odległościach od 70 cm

do 90 cm od podłogi. Miejsca tych

zarysowań pokrywały się z dolnymi

powierzchniami górnych wieńców

ścianek kolankowych lub w miej-

scach zmiany rodzaju materiału

ścian (występowały takie miesz-

kania, gdzie ścianki kolankowe,

wbrew pierwotnemu projektowi,

wykonano z różnych materiałów,

niekiedy nawet z betonu). Zary-

sowania te niekiedy zachodziły na

sąsiadujące ściany poprzeczne.

W jednym z mieszkań w dniu wizji

lokalnej był wykonywany remont

na poddaszu, w trakcie którego

zostały usunięte tapety z wszyst-

kich ścian, co pozwoliło na dokład-

ne oględziny zarysowanych miejsc

i dokonanie odkrywek. W wyniku

tego stwierdzono, że zarysowa-

nia przebiegały w miejscu spoiny

poziomej, gdzie występował styk

dwóch różnych materiałów: gazo-

betonu i cegły pełnej. Stwierdzono

także, że ściana nad rysą pozio-

mą była przesunięta w stosunku

do dolnej części o około 2 mm

na zewnątrz budynku. W innym

przypadku, po rozkuciu fragmen-

tu ściany pod jednym z okien

stwierdzono, że bezpośrednio pod

parapetem okiennym występowa-

ła warstwa ceglana, poniżej której

usytuowany był wieniec żelbeto-

wy o grubości 16 cm, a pod nim

ponownie ściana z cegły pełnej.

Przykładowe typowe zarysowania

ścian w mieszkaniach na poddaszu

przedstawiono na rysunkach 5 i 6

(w celu lepszej widoczności

rys, ich przebieg zaczerniono

tuszem).

Według oświadczeń użytkowni-

ków, zarysowania ścian ujawniły

Rys. 2. Konstrukcja dachu wg projektu pierwotnego

Rys. 3. Przekrój dachu wg projektu zamiennego

Rys. 4. Ścianka kolankowa wg

zrealizowanego projektu zamiennego

PRZEGLĄD BUDOWLANY

1/2008

AWARIE BUDOWLANE

się stosunkowo wcześnie, wystę-

pując niemal od początku użytko-

wania mieszkań. Zarysowania te

miały tendencję do odnawiania się,

pomimo sukcesywnie wykonywa-

nych ich napraw.

4. Analiza stanu istniejącego

i przyczyn powstałych zaryso-

wań

Na podstawie przeprowadzonego

rozeznania ustalono, że zaobser-

wowane zarysowania poziome

wynikały z oddziaływania konstruk-

cji dachowej na ściankę kolanko-

wą, która została błędnie zaprojek-

towana i wykonana, co pokazuje

rysunek 4. W takiej sytuacji wystą-

pienie nawet niewielkich oddzia-

ływań poziomych z płatwi gzym-

sowej powodowało, że momenty

zginające nie mogły być przejęte

przez ściankę kolankową i prze-

kazane na dalsze obszary kon-

strukcji, w wyniku czego powstały

obserwowane zarysowania.

W celu wyznaczenia wielkości

sił działających na ścianki kolan-

kowe poddasza, wykonano dla

jednego z budynków sprawdza-

jące obliczenia statyczno-wytrzy-

małościowe, z których wynikało,

że oddziaływanie drewnianej kon-

strukcji dachowej w najniekorzyst-

niejszym możliwym przypadku

(podpór wewnętrznych przegubo-

wo-przesuwnych) mogło dopro-

wadzić do powstania poziomych

sił rozporowych o wielkości 1,80

kN, przy sile pionowej wynoszącej

3,91 kN. Dawało to w przekroju

przy wieńcu stropowym mimośród

wynoszący 0,63 m, który znacznie

przekraczał wielkość rdzenia prze-

kroju. Oznaczało to, że w przekro-

jach muru powstawały naprężenia

rozciągające i to już na wysokości

0,15 m poniżej poziomu murłaty.

Ponieważ wytrzymałość murów

na rozciąganie jest bardzo nie-

znaczna (dla gazobetonu w nor-

mach przyjmuje się jej obliczenio-

wą wartość równą zero), dlatego

też nieuniknione jest powstawa-

nie poziomych zarysowań ścianki

kolankowej.

Powyższe obliczenia potwierdziły

tezę, że podstawową przyczyną

poziomych zarysowań ścian pod-

daszy w rozpatrywanych mieszka-

niach było rozporowe oddziaływa-

nie drewnianej konstrukcji dacho-

wej na ścianki kolankowe.

W dachu drewnianym, nawet

pomimo przyjęcia nominalnie

konstrukcji bezrozporowej, należy

liczyć się z mniejszymi lub więk-

szymi tendencjami do powsta-

wania przemieszczeń poziomych

w obrębie gzymsów. Warunki

brzegowe podparcia konstrukcji

na murach zewnętrznych powinny

albo umożliwić swobodne zrealizo-

wanie tych przemieszczeń (co jest

dość kłopotliwe do osiągnięcia

w realnych konstrukcjach), albo

też je uniemożliwić, co jednak pro-

wadzi do powstawania sił pozio-

mych, które musi przejąć odpo-

wiednio wzmocniona konstrukcja

wsporcza. W praktyce, do przeję-

cia tego rodzaju sił poziomych służą

żelbetowe wieńce w poziomach

stropów, a w użytkowych podda-

szach przy występowaniu ścianek

kolankowych (jak w opisywanych

budynkach) – żelbetowe słupki

ukryte w tych ściankach, wypro-

wadzone z wieńców stropowych.

W rozpatrywanych budynkach

nie przewidziano tego rodzaju ele-

mentów usztywniających, co było

ewidentnym błędem projektowym.

W wyniku tego, nawet niewielkie

siły poziome na wysokości płatwi

gzymsowej nie mogły być skutecz-

nie przejęte przez ściankę kolan-

kową, powodując w najsłabszych

miejscach konstrukcji murowej

poziome zarysowania.

Rys. 5. Typowe zarysowanie poziome ściany kolankowej

poddasza

Rys. 6. Inny przykład poziomego zarysowania ściany

kolankowej poddasza

Rys. 7. Koncepcja wzmocnienia

zarysowanych ścianek kolankowych

PRZEGLĄD BUDOWLANY

1/2008

AWARIE BUDOWLANE

Dodatkową niekorzystną prze-

słanką w opisywanych budyn-

kach mieszkalnych była stosun-

kowo ich mała sztywność prze-

strzenna w obrębie ostatnich kon-

dygnacji, która wynikała z przyję-

cia bardzo zróżnicowanych archi-

tektonicznie poddaszy, trudnych

do objęcia w planie zamkniętymi

żelbetowymi wieńcami obwodo-

wymi. Potwierdza to przytoczoną

uwagę, że na etapie projektu kon-

strukcyjnego należało bardzo wni-

kliwie podejść do tego zagadnie-

nia, czego nie uczyniono.

5. Koncepcja wykonanych

napraw

Przyjęta koncepcja wzmocnie-

nia zarysowanych ścian pod-

daszy polegała na przejęciu sił

rozciągających na wewnętrznych

powierzchniach ścian kolanko-

wych przez pionowe płaskowniki

stalowe. Przy zastosowaniu pła-

skownika 5x55 mm (z przybliżonej

wstępnej analizy uwzględniającej

stan graniczny zginania), krawę-

dziowe maksymalne naprężenia

ściskające w murze wyniosły 0,11

MPa, przy obliczeniowej nośności

muru 0,83 MPa. Tak więc, przyjęty

sposób wzmocnienia ścian mógł

w pełni bezpiecznie przenieść ist-

niejące siły rozporowe z konstruk-

cji dachowej, nie dopuszczając

do przeniesienia naprężeń rozcią-

gających na mury, przeciwdzia-

łając tym samym powstawaniu

poziomych zarysowań.

Zalecono wykonanie wzmocnie-

nia ścian poddasza w miejscach

występowania poziomych zary-

sowań w następujący sposób

(rys. 7):

•

usunięcie tynku w obrębie

naprawianych powierzchni ścian

i filarków,

•

zamocowanie do wieńca gór-

nego i dolnego płaskowników

o przekroju 5x55 mm w rozstawie

co 50 cm, za pomocą kotew. Dla

umożliwienia zamocowania pła-

skownika w wieńcu dolnym (stro-

powym) należało wykuć w płycie

kanałowej gniazda, które umoż-

liwiły nawiercenie otworów dla

kotew. W każdym wieńcu przewi-

dziano po dwie kotwy w rozstawie

50 mm.

•

zamocowanie przy użyciu ha-

ków siatki zbrojeniowej o ocz-

kach 15 cm, wykonanej z krzy-

żujących się prętów o średnicy

4,5 mm,

•

wykonanie tynku dwuwarstwo-

wego cementowego 1:3 o łącznej

grubości około 4 cm,

•

w filarkach ściennych wyko-

nano po dwie bruzdy pionowe

i w nich zamocowano płaskowniki

jw., dając równocześnie pod tynk

siatkę tynkarską.

Według opisanej koncepcji, zosta-

ły wykonane prace wzmacniające

w kilku mieszkaniach, gdzie natę-

żenie zarysowań było największe.

Widok jednego z mieszkań pod-

czas wykonywania prac remon-

towych pokazano na rysunkach

8 i 9.

6. Wnioski

Prace remontowe wykonane

według zaproponowanej koncepcji

wykazały skuteczność i zlikwido-

wały przyczyny uporczywych zary-

sowań w mieszkaniach ostatniej

kondygnacji, które przed wykona-

niem prac odnawiały się pomi-

mo wykonywanych sukcesywnie

przez lokatorów prac naprawczych

w ramach standardowych renowa-

cji mieszkań. Analizowany przy-

padek dowodzi także, jak łatwo

można doprowadzić do usterek

dokonując pochopnych, mało

przemyślanych zmian w projek-

cie, nie popartych wnikliwą analizą

konstrukcyjną, często przez przy-

padkowych, niedoświadczonych

projektantów.

Dziwić się można także inwesto-

rom, którzy wiedząc o usterkach

w realizowanych obiektach, powie-

lają wcześniejsze błędy.

BIBLIOGRAFIA

1. Thierry J. Zaleski S., Remonty budynków

i wzmacnianie konstrukcji, Arkady, Warszawa

1982

2. Zaleski S. i in., Remonty budynków

mieszkalnych. Poradnik, Arkady, Warszawa

1995

Rys. 8. Widok jednego z mieszkań podczas wykonywania

prac remontowych z widocznymi zamocowanymi

płaskownikami wzmacniającymi

Rys. 9. Dalszy etap prac remontowych z widoczną ułożoną

siatką z prętów 4,5 mm