Poruchy a sanácia bytového domu stavebnej sústavy ZT

Časté poškodenia železobetónovej konštrukcie kazetových stropných dosiek lodžií bytových domov stavebnej sústavy ZT (zjednotený typ) upozorňuje na nevyhnutnosť oživiť projektovú dokumentáciu stavebných sústav, ktoré sa pred niekoľkými desaťročiami hromadne realizovali na území Slovenska. Niektoré nosné prvky bytových domov sú už veľmi poškodené, ich vystuženie a spôsoby spojenia sú nedostupné, a navyše nevyhovujú požiadavkám súčasných európskych noriem.

Ministerstvo výstavby a regionálneho rozvoja SR, sekcia stavebníctva a bytovej politiky (ďalej MVRR SR), v súvislosti s povinnosťou ukončiť do 31. marca 2010 uplatňovanie národných noriem pri navrhovaní stavebných konštrukcií, ktoré sú v rozpore s eurokódmi, vydalo v Bratislave 20. 1. 2010 pod č. MVRR-2010-16895/2852-1 usmernenie [2] určené projektantom stavieb, stavebným úradom, krajským stavebným úradom a stavebníkom, že projektová dokumentácia stavieb predložená na stavebné konanie od 1. apríla 2010 musí byť vypracovaná podľa noriem STN EN. Statického riešenia stavieb sa týkajú aj normy [3] a [4].

Usmernenie [2] znamená nevyhnutnosť posudzovať zaťaženie i vlastnosti použitých materiálov európskymi normami s vyššími požiadavkami na bezpečnosť oproti predchádzajúcim slovenským technickým normám. To zároveň znamená, že je nutné zosilniť niektoré, najmä stropné dielce starších stavebných sústav.
Tento článok je o konkrétnom riešení zosilnenia predsadených stropných lodžiových dielcov stavebnej sústavy ZT, bodového domu s 12 NP a jedným podzemným podlažím v Bratislave. Zosilnenie v súčasnosti realizuje stavebná firma Ekonomservis, s. r. o., podľa [8]. V objekte sa poškodili lodžiové stropné dosky. Tento typ poškodenia nosnej konštrukcie bol zákonom č. 443/2010 Z. z. zo dňa 26. 10. 2010 zaradený do zoznamu systémových porúch ako porucha predsadených lodžií s kazetovými stropnými panelmi bytového domu, najmä konštrukčného systému ZT.

Opis sústavy
Stavebná sústava ZT je priečna stenová montovaná sústava s rozpätiami 3 600 a 2 700 mm. Konštrukčná výška podlaží je 2 800 mm.

Zvislé nosné steny sú z prostého betónu B 170 s hrúbkou 140 mm. V podzemnom podlaží sú pozdĺžne zvislé nosné steny zdvojené smerom dovnútra priestorovo s touto skladbou: betónová stena 140 mm, tepelná izolácia 60 mm a  betónová stena 140 mm. Bočné nosné steny lodžií sú z dielcov z prostého betónu B 170 so stabilnou hrúbkou 190 mm a šírkou 1 180 mm. Stropné dielce, schodiskové a výťahové prvky sú železobetónové z betónu B 170 s hrúbkou 110 mm.

Obvodový plášť v priečelí aj v štíte budovy je samonosný, neprenáša zaťaženie stropov a nepodieľa sa na horizontálnom stužení budovy. Vytvorený je z celostenových dielcov. V priečelí sú obvodové dielce s hrúbkou 270 mm a s touto skladbou: vonkajšia omietka 20 mm, keramzitbetón 240 mm a vnútorná omietka 10 mm. V štíte tvoria obvodový plášť nosné betónové dielce s hrúbkou 140 mm, vzduchová medzera 20 mm a keramzitbetónový dielec s hrúbkou 250 mm vrátane vonkajšej omietky 20 mm. Obvodový plášť obsahuje aj fasádne panely prechádzajúce cez dva moduly s rozmermi 6 280 × 2 780 × 270 mm a s dvomi balkónovými dverami so združenými oknami.

Vonkajšie povrchové úpravy nadzemných podlaží sú urobené s posypom z prírodnej bielej drviny s farebným prestriekaním. Fasádne dielce podzemného podlažia sú obložené cementovými obkladačkami.

Škáry zvislých stykov obvodových dielcov široké 20 mm sú z vnútornej strany vyplnené betónovou zálievkou. Z vonkajšej strany sa pri montáži priklincoval pruh penového polystyrénu ako podklad trvale plastického tmelu. Vodorovný styk v šírke 20 mm je vyplnený cementovou maltou a trvale plastickým tmelom.

Priečky sú prefabrikované z prostého betónu B 170 s hrúbkou 60 mm. Podlahy majú hrúbku 60 mm. V suteréne je cementový poter. V podlahe nad suterénom je tepelná izolácia z penového polystyrénu. Na ostatných nadzemných podlažiach sú podlahy z PVC so zvukovou izoláciou s hrúbkou 10 mm. Podlahy na podestách a lodžiách sú z terazzových dlaždíc. Podlaha na lodžii má spád 2,5 % vytvorený tvarom prefabrikátu stropnej dosky lodžie.
–>–>

Fyzický stav lodžií
Predsadené lodžie patria ku konštrukčným prvkom, ktoré sú najviac namáhanými časťami stavby vonkajšími poveternostnými podmienkami, preto aj všetky negatívne účinky prostredia sa prejavia výraznejšie ako na iných častiach stavby.

Nosné železobetónové steny lodžií s hrúbkou 190 mm sú v každom podlaží ukotvené k nosným stenám budovy a sú samostatne založené. Stropnú konštrukciu tvoria železobetónové kazetové panely s celkovou hrúbkou 180 mm, z toho 40 mm je hrúbka dosky. Lodžie sa ukladajú na steny v module 6 300 mm. Šírka lodžiových dosiek je 1,2 m. Lodžiové dosky sú ukotvené k nosným stenám závlačovou výstužou a zmonolitnené zálievkou maltou.

Stropné dosky lodžií sú vytvorené ako kazetové dosky s rozpätím 6 300 mm. Zanedbaná a nedôsledne vykonávaná údržba spolu s vplyvom času sa prejavujú rôznym stupňom pokročilosti porúch na ich nosných konštrukciách. Stav lodžií konkrétneho domu v nemalej miere ovplyvnili aj poveternostné podmienky.

Dom stojí na exponovanom mieste na vrcholku terénnej vlny pod svahom Malých Karpát. K poškodeniu rebier lodžiových dosiek prispelo aj osadzovanie zasklených stien na lodžiách s použitím nevhodných detailov a výrazné zväčšenie hrúbky podlahy stropných dielcov lodžií oproti typovému projektu pri realizácii. Stav poškodenia si vyžadoval zodpovedajúci rozsah navrhovanej statickej sanácie.

Podlahové vrstvy – typová dokumentácia počíta s celkovou hrúbkou podlahových vrs­tiev na lodžii 40 mm.
Skutočné podlahové vrstvy sa realizované v tejto skladbe:

• nášľapná vrstva – terazzová dlažba 25 mm,
• betónová mazanina v spáde 20 až 50 mm.

Celková realizovaná hrúbka lodžiových po­dlahových vrstiev v objekte je teda 45 až 75 mm. Skutočne realizovaná hrúbka podla­hových vrstiev však významne presahuje veľkosť zaťaženia, na ktoré bola lodžiová doska pôvodne navrhovaná. V hrúbke typových podlahových vrstiev je zahrnutá dlažba, betónová mazanina a povlaková hydroizolácia bez spádových vrstiev. Priečny spád tvorí tvar prefabrikátu stropnej dosky lodžie, preto na doske nemala byť spádová vrstva. Podlahové vrstvy lodžií sú v skutočnosti realizované s použitím terazzovej dlažby v hrúbke 25 mm a betónovou mazaninou v spáde s hrúbkou 20 až 50 mm bez použitia celoplošnej povlakovej hydroizolácie.

Nosné rebrá – v nosných rebrách stropných panelov lodžií boli zistené trhliny v betóne v miestach ich uložení a v rozpätí. Pôsobením poveternostných podmienok sa poškodila krycia betónová vrstva a následne skorodovala výstuž. Tieto faktory boli príčinou odpadávania zdegradovaného betónu na stropných a stenových dielcoch. Vonkajšie rebrá stropných dosiek sú na viacerých lodžiách poškodené priečnou silou a šmykové trhliny prechádzajú v podpore cez celé rebro k jeho obom povrchom (pozri obrázky).

Projekt zateplenia a odstránenia systémových porúch tohto bytového domu predpokladal v plnom rozsahu odstránenie všetkých podlahových vrstiev lodžií až na nosnú časť lodžiovej dosky. Betónová mazanina použitá v podlahovej vrstve lodžie dosahovala hrúbku porovnateľnú s hrúbkou membrány kazetovej stropnej dosky lodžie, betónová mazanina bola dokonca z betónu vyššej triedy ako stropná doska lodžie. Preto sa búraním pôvodných podlahových vrstiev lodžie viditeľne poškodzovala nosná kazetová stropná doska lodžie.

Ďalším faktorom, ktorý významne prispel k poškodeniu a degradácii betónu nosných rebier kazetovej dosky, bolo kotvenie zasklených stien, ktoré si vlastníci bytov osadzovali na zábradlie lodžie. Konštrukcie zasklených stien boli kotvené rozperným kotvami do nosných rebier stropnej dosky, v dolnej časti širokých iba 110 mm.

Priehyby stropných dosiek lodžií boli pred bú­raním podlahových vrstiev väčšie ako 50 mm. Po odstránení podlahových vrstiev sa priehyb vrátil k hodnotám 18 až 25 mm.
 
Riešenie sanácie
Reprofilácia krycích betónových vrstiev výstuže – na reprofiláciu (opravu) krycích betónových vrstiev výstuže železobetónovej konštrukcie lodžiových dosiek treba použiť certifikovaný sanačný systém. Po očistení a ošetrení skorodovanej výstuže nanesieme minerálnu ochranu proti korózii.

Zdegradovaný betón treba pri náhrade prierezu od 5 do 40 mm opraviť reprofilačným systémom. Pri odstraňovaní degradovanej betónovej vrstvy zakrývajúcej nosnú výstuž stropnej dosky lodžie sa muselo dbať na to, aby pri odbúraní tejto vrstvy nestratila hlavná nosná výstuž svoju kotevnú oblasť, pretože pozdĺžna nosná výstuž pri dolnom okraji rebra nemá žiadne tvarové kotevné háky alebo privarenú priečnu kotevnú výstuž.

Zosilnenie stropného lodžiového dielca – vzhľadom na zjavný havarijný stav niektorých stropných dosiek lodžií bolo potrebné vykonať ich statický výpočet a navrhnúť opravu stropných dosiek. Stropné dosky lo­džií sa posúdili podľa [7], [6], [5] a [4]. Podľa týchto noriem nie je pôvodný návrh výstuže stropných dosiek lodžie dostačujúci.

Návrh sanácie stropných lodžiových dosiek na zvýšenie statickej únosnosti prierezu dosky podľa požiadaviek súčasne platných noriem obsahuje:

• doplnenie výstuže navrhnutej v pôvodnom výpočte typového podkladu stavebnej sústavy ZT,
• doplnenie tretieho nosného rebra v strede šírky stropnej dosky,
• nadbetónovanie železobetónovej membrány stropnej dosky lodžie o hrúbku 50 mm,
• doplnenie nosnej výstuže pri hornom povrchu stropnej dosky.

Záver
Lodžiové stropné dielce, ktoré sa projektovali a vyrábali v súlade s požiadavkami noriem ČSN a STN, sú nedostatočne únosné a odolné podľa súčasne platných európskych noriem. Náhodné zaťaženie lodžiových stropných dielcov podľa ČSN 73 0035 bolo 1,5 kM/m², v tab. 6.2 STN EN 1990-1-1NA sa požaduje 4,0 k/Mm².
Rovnako treba vziať do úvahy zvýšené požiadavky na súčinitele spoľahlivosti na vlastnú tiaž dielca a podlahových vrstiev a súčiniteľ spoľahlivosti pri náhodnom zaťažení lodžie.

Nedostatočnú únosnosť dielcov vidieť na prekročených priehyboch konštrukcie, na poškodení betónového materiálu a oceľovej výstuže. Na poruchách sa podieľajú najmä poveternostné vplyvy, nevhodné a neodborné zásahy užívateľov do nosnej konštrukcie lodžie i celého objektu a nedostatočná údržba objektu. Vzhľadom na to, že panelové objekty sa podľa európskej normy STN EN 1992-1-1 čl. (5) približujú k svojej návrhovej životnosti (50 rokov), je nevyhnutné lodžiové stropné dielce zosilniť, opraviť a ochrániť pred vonkajším vplyvom prostredia, aby sa predĺžila ich životnosť podľa platných noriem aspoň na 80 rokov.

Pri príprave projektu opravy je ekonomicky výhodné sa orientovať údajmi spracovanými v typovej dokumentácii stavebnej sústavy, v ktorej je postavený opravovaný dom. Keďže typové podklady sa vydávali pred 30 až 50 rokmi, treba pracovať už na oživovaní najmä výkresov skladby, výstuže, spojov a stykov, ako aj statických výpočtov typových podkladov pre jednotlivé stavebné sústavy, podľa ktorých sa realizovala hromadná bytová výstavba v SR.
 
TEXT: Ing. Milan Čaprnda, Eur Ing., PhD., Ing. Jiří Švaniga
FOTO: Archív autorov

Ing. Milan Čaprnda, Eur Ing., PhD., je autorizovaný stavebný inžinier v oblasti statika stavieb, inžinierske stavby.

Ing. Jiří Švaniga je konateľom v spoločnosti Projektová a inžinierska činnosť, spol. s r. o.

Literatúra
1.    Zákon č. 50/1976 Zb. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku (stavebný zákon) v znení neskorších predpisov.
2.    Usmernenie č. MVRR-2010-16895/2852-1 zo dňa 20. 1. 2010 vydané MVRR SR, sekcia stavebníctva a bytovej politiky.
3.    STN ISO 13822 Hodnotenie existujúcich konštrukcií. Opravená verzia z  15. 2. 2003.
4.    STN 73 1211 Posudzovanie betónových konštrukcií existujúcich panelových budov (2011).
5.    STN EN 1992-1-1 Navrhovanie betónových konštrukcií. Časť 1-1 Všeobecné pravidlá a pravidlá pre budovy (júl 2006).
6.    STN EN 1991-1-1 Všeobecné zaťaženie – objemová tiež, vlastná tiaž a úžitkové zaťaženie budov.
7.    STN EN 1990 Zásady navrhovania konštrukcií (august 2009).
8.    Čaprnda, M. – Švaniga, J.: Projekt Sanácia stropných dosiek lodžií, Bytový dom Úžiny č.1, Bratislava-Rača.

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov.