uszkodzenia budynku, Studia, BUDOWNICTWO, Wady budowlane

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Dr hab. inŜ. Jerzy SĘKOWSKI, prof. PŚl.,
jerzy.sekowski@polsl.pl
Dr inŜ. Krzysztof STERNIK,
krzysztof.sternik@polsl.pl
Politechnika Śląska, Gliwice
USZKODZENIA BUDYNKU MIESZKALNEGO W NAST
Ę
PSTWIE
BŁ
Ę
DÓW W JEGO POSADOWIENIU
DAMAGES OF A BLOCK OF FLATS DUE TO INCORRECT FOUNDATION
Streszczenie
Po kilkunastu latach uŜytkowania, w wielorodzinnym budynku mieszkalnym wystąpiły lokalnie
uszkodzenia. W pracy, po krótkim scharakteryzowaniu obiektu i jego uszkodzeń, omówiono wyniki badań
kontrolnych oraz wynikające z nich wnioski. Zdefiniowano przyczyny zaistniałej sytuacji i propozycje jej
przeciwdziałania.
Abstract
After nearly twenty years of exploitation local damages have occurred in a block of flats. The paper
presents the short characteristics of the damaged building, control investigation and the following conclusions.
The reasons of the damage state have been defined as well as suggested remedies.
1. Wprowadzenie
Na jednym z typowych dla lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych ubiegłego wieku
wielorodzinnym budynku mieszkalnym wystąpiły lokalne uszkodzenia. Podobne sytuacje
zdarzają się względnie często, jednakŜe w tym przypadku zwracały uwagę: nietypowy
charakter i przebieg uszkodzeń, ich koncentracja w jednej części budynku oraz fakt, Ŝe
wystąpiły one po kilkunastu latach w miarę spokojnej eksploatacji budynku.
W prezentowanym referacie, po krótkiej charakterystyce obiektu oraz opisie zaistniałych
uszkodzeń, omówiono wyniki przeprowadzonych badań oraz ich analizę. W jej następstwie
zdefiniowano przyczyny oraz przedstawiono propozycje naprawy zaistniałej sytuacji.
2. Krótki opis budynku i istniej
ą
cych uszkodze
ń
Z dostępnych materiałów archiwalnych wynikało, Ŝe istniejący budynek mieszkalny
(rys.1) to obiekt wolnostojący, pięciokondygnacyjny całkowicie podpiwniczony o wymiarach
w rzucie 38,79x12,39 m i wysokości 17,69 m oraz kubaturze 7338,6 m
3
i powierzchni
uŜytkowej 1612,5 m
2
. Niezdylatowany, trzyklatkowy, obiekt został posadowiony w sposób
bezpośredni na Ŝelbetowych ławach fundamentowych.
Budynek wyposaŜony jest w instalację elektryczną, teletechniczną, wodno-kanalizacyjną,
gazową oraz c.o. W wybudowanym w latach 1980
473
1982, w technologii W-70, budynku juŜ
z chwilą oddania do uŜytku pojawiły się pierwsze uszkodzenia. Skoncentrowały się one w
¸
jego południowo-zachodnim naroŜniku, obejmując zachodnią ścianę szczytową, fragment
przyległej ściany południowej oraz ściany wewnętrzne w rejonie klatki schodowej, a takŜe
stropy. Były one na tyle początkowo niewielkie, Ŝe nie skutkowały podejmowaniem bardziej
zdecydowanych działań w kierunku ich ograniczenia lub całkowitego wyeliminowania.
Zarysowania mają zasadniczo przebieg pionowy lub poziomy, widoczny szczególnie na
fragmencie ściany południowej (rys. 2).
Uszkodzony naroŜnik
Rys. 1. Wielorodzinny budynek mieszkalny w widoku od strony północno-zachodniej
Rys. 2. Fragment ściany południowej z widocznymi zarysowaniami (X.2006 r.)
Przebiegają one na linii łączenia elementów prefabrykowanych a ich rozwarcie dochodzi
maksymalnie do 20 mm. Autorzy, mając moŜliwość makroskopowego porównania obrazu
zarysowań obiektu w roku 2003 z aktualnym, nie dopatrzyli się rys dodatkowych, jak równieŜ
progresji rys juŜ istniejących. O nieustabilizowanym jednak do końca, przynajmniej w tym
474
okresie, procesie rozwoju zarysowań świadczy m.in. fakt ich „odnawiania się” na
zamalowanych powierzchniach wewnętrznych i powiększające się pola uszkodzonego tynku
na zewnątrz obiektu. W przekonaniu części mieszkańców proces uszkadzania budynku
wyraźnie nasilił się pod koniec lat 90-tych, ulegając spowolnieniu przez ostatnie kilka lat.
Niepokojącym dla właściciela budynku był zwłaszcza fakt, Ŝe zdarzeń takich nie
zaobserwowano na Ŝadnym z kilkunastu podobnych obiektów, zlokalizowanych w
bezpośrednim sąsiedztwie.
3. Opis i wyniki przeprowadzonych bada
ń
Sytuacja opisana powyŜej moŜe wiązać się z trudnymi do zdefiniowania przyczynami.
Charakter uszkodzeń budynku i ich umiejscowienie, a takŜe przebieg wskazywały na podłoŜe,
jako potencjalną przyczynę ich wystąpienia. Stąd teŜ pierwszym krokiem było rozpoznanie
warunków gruntowo-wodnych w podłoŜu i geotechnicznych warunków posadowienia
budynku w obrębie uszkodzonej części, tym bardziej, Ŝe autorom nie udało się dotrzeć do
dokumentacji geotechnicznej, wykonanej dla potrzeb budowy budynku..
3.1. Warunki gruntowo - wodne w podło
Ŝ
u
Z dokumentacji wykonanej dla osiedla sąsiadującego bezpośrednio z budynkiem (ok.50 m)
wynika, Ŝe teren ten leŜy na pograniczu dwóch jednostek geograficznych: Równiny Opolskiej
i Progu Woźnickiego, utworzonych na ilastych osadach triasu górnego, przykrytych na
powierzchni piaszczysto-gliniastymi utworami czwartorzędu. Pod względem hydrograficz-
nym teren ten leŜy w zlewni Małej Panwi, w dorzeczu rzeki Odry. PodłoŜe budują utwory
czwartorzędowe, reprezentowane przez powierzchniowo zalegające utwory wodno-
lodowcowe (piaski o róŜnej granulacji, w tym gliniaste) i podścielające je gliny zwałowe.
We
wnioskach tejŜe dokumentacji zalecono bezpośrednie posadowienie wszystkich budynków,
ustalając jako wartość dopuszczalną nacisków na podłoŜe 180
¸
4) i jedną odkrywkę fundamentową (W1). Lokalizację
wszystkich otworów badawczych pokazano na rys. 3.
Na rys. 4 przytoczono natomiast wybrany przekrój geotechniczny poprowadzony przez
otwory 2-W1-4 (przekrój II-II).
Rys. 3. Lokalizacja kontrolnych otworów badawczych
475
220 kPa. Nie przewidziano
dylatacji budynków. Jeśli więc nasz budynek został w taki sam sposób zaprojektowany, to z
pewnością wyniki cytowanej dokumentacji uznano za miarodajne równieŜ dla niego.
Badania kontrolne podłoŜa w obrębie uszkodzonego naroŜnika budynku objęły łącznie
cztery otwory badawcze (nr 1
¸
Przekrj II-II
2
poziom terenu
przylegþego do
budynku
odkrywka
W1
4
255,80
m n.
p.m.
poziom posadzki piwnicy 255,80 m n.p.m.
255,60 m n.p.m.
0,0
0,0
poziom posadowienia 254,80 m n.p.m.
Pd (nasypowy)
1,3
1,5
1,7
1,9
2,0
p
p
P
p
I =0,12
L
I =0,61
D
2,0
2,2
2,4
p
p
I =0,12
L
2,65
2,7
2,8
3,0
Nm
I =0,20
L
3,9
Gp
I =0,12
L
Pg//Gp
4,3
I =0,00
L
Pg
4,9
5,2
Pg//Gp I =0,00
L
6,0
15m
Rys. 4. Przekrój geotechniczny II-II
Z badań tych wynikało, Ŝe podłoŜe w tej części obiektu budują powierzchniowo zalegające
grunty piaszczyste, najprawdopodobniej nasypy oraz podścielające je czwartorzędowe grunty
niespoiste (piaski drobne i średnie) w stanie średnio zagęszczonym
(I
D
= 0,61
¸
0,12)
. Nawiercono ponadto w podłoŜu (otwór nr 2) namuły organiczne w stanie
twardoplastycznym
(I
L
= 0,20)
, których próŜno szukać w dokumentacji geologicznej
wykonanej dla potrzeb budowy pobliskiego osiedla mieszkaniowego. Wodę gruntową
stwierdzono na głębokości 2,0
¸
¸
2,5 m ppt. Związana z utworami niespoistymi ma charakter
swobodny lub lekko napięty.
3.2. Geotechniczne warunki posadowienia budynku.
1,5 m. Przy
pełnym podpiwniczeniu budynku i minimalnym poziomie posadowienia D= 1,0 m ppp.,
zagłębienie ław fundamentowych w stosunku do powierzchni terenu wynosiło D= 2,2 m.
Trzyklatkowy wielorodzinny budynek mieszkalny nie został zdylatowany.
Dane powyŜsze w odniesieniu do sposobu i głębokości posadowienia budynku oraz
geometrii ław fundamentowych potwierdziły badania kontrolne (odkrywka W1). Stan
fizyczny nasypu określono jako średnio zagęszczony, przy pełnym kontakcie z fundamentem.
Î
0,6
¸
476
0,66)
i
wodnolodowcowe gliny, gliny piaszczyste oraz pyły piaszczyste w stanie twardoplastycznym
(I
L
= 0,00
Jak juŜ wspomniano posadowienie budynku zaprojektowano z warunku nieprzekroczenia
napręŜeń dopuszczalnych na podłoŜe na poziomie 180 kPa. Posadowiono go w sposób
bezpośredni na Ŝelbetowych ławach fundamentowych o szerokościach B
4. Przyczyny uszkodze
ń
budynku mieszkalnego
W świetle wyników badań kontrolnych oraz analizy fragmentarycznej dokumentacji
technicznej budynku (w tym dziennika budowy), za zasadniczą przyczynę jego uszkodzeń
uznano błędne posadowienie budynku. Jego naroŜnik, w przeciwieństwie do pozostałej
części, posadowiony został pośrednio na soczewce silnie odkształcalnych gruntów
organicznych, zalegających ok. 2,0 m ppp (rys. 4). Wniosek ten potwierdzają zarówno
charakter zarysowań, jak i ich umiejscowienie, „korespondujące” z geometrią i przestrzennym
rozmieszczeniem warstwy namułów w podłoŜu. Zastanawiać moŜe w tej sytuacji
niefrasobliwość projektanta, gdyŜ na istnienie takiego zagroŜenia wskazywało pierwotne
ukształtowanie terenu z lokalnym jego obniŜeniem, w którym zwykle zbierała się woda i rosła
roślinność.
Z przekroju geotechnicznego (rys. 4) wynika, Ŝe bezpośrednio pod fundamentami
uszkodzonego naroŜnika zalega piasek w kolorze szarym. Wobec braku odpowiednich
zapisów w dzienniku budowy, gdzie wspomniano o wykopach fundamentowych dwukrotnie,
nie sposób wyjaśnić pochodzenia wspomnianych piasków. Równie dobrze mogą one
reprezentować pierwotnie zalegający nasyp niebudowlany, lecz mogą takŜe być następstwem
lokalnej jego wymiany. Z analizy dostępnych materiałów wynika jednak, Ŝe zarówno jeden
jak i drugi nie zostały przed wylaniem ław dostatecznie dogęszczone, podlegając w dodatku
wpływom wody opadowej i mrozu. Stąd teŜ, zdaniem autorów, niewłaściwe wykonawstwo
oraz okres prowadzenia robót ziemnych i fundamentowych (przełom roku 1980/81) moŜna
uznać za dodatkowe przyczyny zaistniałej sytuacji.
Efekty tych zaniedbań i błędów skutkowały pojawieniem się pierwszych zarysowań i
pęknięć niemalŜe z chwilą oddania budynku do uŜytku. Były one skoncentrowane w rejonie
południowo-zachodniego naroŜnika budynku i w sposób niezauwaŜalny rozwijały się do
końca lat dziewięćdziesiątych. Wyraźne nasilenie zarysowań i spękań zaobserwowano na
przełomie wieków. U podstaw ich wystąpienia leŜały w przekonaniu autorów co najmniej
dwie przyczyny. Pierwszą były opady atmosferyczne, szczególnie intensywne w roku 1997 i
kolejnym, drugą głębokie wykopy pod sieć kanalizacyjną, wykonywane wzdłuŜ ściany
szczytowej w roku następnym. Znaczna sztywność budynku, w dodatku niezdylatowanego,
wpływała opóźniająco na skutki jego nierównomiernych osiadań. Sztywność tę nieco
osłabiały, na co zwrócił autor jednej z opinii technicznej, niestaranności wykonania
poszczególnych elementów budynku i ich połączeń.
Po przeanalizowaniu dostępnych danych uznano, Ŝe sytuacja nie jest awaryjna, a do
podjęcia ostatecznej decyzji w odniesieniu do sposobu zabezpieczenia budynku przed
dalszymi deformacjami konieczny jest monitoring. Miałby on objąć pomiary osiadań
budynku i obserwacje zachowania się plomb.
5. Monitorowanie budynku
W następstwie opinii opracowanej w roku 2003, podjęto decyzję o objęciu monitoringiem
budynku. W tym teŜ celu zainstalowano dziewięć reperów i kilkanaście gipsowych plomb.
Pierwsze z nich umoŜliwiały rejestrację osiadań i wychyleń budynku, drugie ocenę rozwoju
istniejących zarysowań i pęknięć. Na rys. 5 pokazano miejsca, w których na wysokości ok.
0,5 m powyŜej poziomu terenu zainstalowane zostały specjalne repery. Pomiary
przemieszczeń pionowych (osiadań) i wychyleń oraz obserwacje zarysowań,
prowadzone są
od trzech lat.
477
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • emaginacja.xlx.pl

    •