Date:Avgust 02, 2012

Utrjevanje zidov

Preden začnemo s kakršnim koli konsolidacijskim posegom a arhitekturno dediščino, moramo zelo natančno ugotoviti statične poškodbe in spremembe na stavbi, enako pa tudi njene osnovne statične karakteristike (nosilne sisteme, loke, oboke, temelje, obtežbe, itd.). Ugotoviti moramo, katere poškodbe na stavbi so stare in trenutne (zaradi enkratnih pojavov, kot so to potresi ipd., pa so sedaj že dalj časa pokrite z nepoškodovanimi beleži, ometi, plombami itd.) in katere poškodbe so še aktive in zato posebno nevarne. Kot pri izračunu temeljev moramo tudi tu upoštevati vse poškodbe zidov ali drugih konstrukcij, ker te spreminjajo smeri in točke statičnih sil v stavbi ter homogenost materiala.

Nujno so potrebni natančni izrisi stanja z vsemi nepravilnostmi (nakloni sten, poševnimi tlaki itd.) ter poškodbami, kot so razpoke, usadi, zrušeni deli, poškodbe ali spremembe materialov itd.
S posebnimi plombami moramo ugotoviti ali so razpoke, ki so prvi znak poškodb, že umirjene ali se širijo. S tem se ugotovimo tudi stopnjo nevarnosti in nujnosti posegov. Ugotavljanje poteka s pomočjo plomb, vstavljenih na že poškodovanih mestih. Ti vložki so navadno v obliki na sredini stisnjenega pravokotnika iz stekla, marmorja ali samo iz mavca. Nanje je zapisan datum vstavitve. Pri vlaganju moramo paziti, da dosežemo dobro sprijemanje s podlago (izmivanje in vlaženje osnove ter natančno pripravljanje ležišča) ter da sonde dovolj debele kar je odvisno od materiala, mesta vgradnje ipd. Največja dolžina take sonde v obliki »dvojnega lastovičjega repa«, kot se tudi imenuje, ne sme preseči 20 cm. Navadno uporabljamo zunaj cementno, znotraj pa mavčno malto za vgrajevanje. Če so v konstrukciji še premiki, ki povzročajo poškodbe, opazimo že po kratkem času na sondnih ploščicah razpoke. Čas, ki preteče od vstavitve do pojava razpok, nam pove približno velikost sil, ki jih moramo odstraniti. Včasih nastopajo te sile le v določenih letnih ali celo dnevnih časih, iz česar sledi spet lahko sklepamo o vzrokih. Vstavljene ploščice je treba dalj časa opazovati. Poseben način kontrole sil in premikov je mogoče opazovati tudi s stalnimi meritvami, kar nam pomaga predvsem pri ugotavljanju časovne odvisnosti.

SESEDANJE: navadno nekaj časa po dograditvi, včasih nastopi šele čez dalj časa; to je skrčenje malte zaradi fizikalnih ali kemičnih sprememb, podobno kot izpiranje ali sesedanje terena zaradi vode ali pritiska stavbe.

POSEDANJE: pojav, ko se nižja etaža ali temelji zaradi katerega koli vzroka znižajo, kar povzroči poškodbe nad njimi.

STISNENJE: V primeru, da neka zidna konstrukcija stisne zaradi obtežbe, se obenem  v srednjem delu napne; tako nastanejo mikroskopske poškodbe, ki zmanjšajo homogenost materiala ali pa pride celo do popolne porušitve.

ROTIRANJE: spremembe lege v vertikalni zidovih zaradi vpliva horizontalnih ali poševnih sil pri obokih, pritiska od strani zaradi nasutja, ipd.

ZDRSNENJE: premik plasti v terenu, na katerem leže temelji.

VIBRACIJE: manjše ali dolgotrajne (promet, hrup ipd.); njihov vpliv je opžen šele tik pred porušitvijo.

POSEBNI VZROKI: potres, vojna rušenja, ipd

Primer takega »sezonskega« premikanja je Michalangelova kupola na cerkvi sv. Petra v Rimu. Kmalu po dograditvi so se na njej pokazale nevarne razpoke, ki so jih skušali začasno zapreti, a so se vedno znova pojavljale. Šele v tem stoletju so z vstavljenimi sondami in rednim preverjanjem časa, ko so se razpoke pojavile, ugotovili, da nastajajo le zaradi različnih razteznostnih koeficientov terena, pogojenih s temperaturnimi sezonskimi razlikami. V konstrukciji so spontano nastale dilatacijske razpoke na prvi pogled nepravilnih oblik, ki niso nevarne ampak nujno potrebne. Poškodbe zidanih konstrukcij lahko delimo na več načinov, običajno jih razvrščamo po vzrokih. Tako dobimo naslednje najbolj osnovne vzroke poškodb;

POSEDANJE in SESEDANJE:

Splošno velja, da v primeru, ko zaradi posedanja pride do poškodb, to je da se odtrga del prej kompaktnega zidu (brez odprtin), nastanejo razpoke v obliki parabole. Teme parabole je visoko približno 1/3 širine,  na kateri je prišlo do posedanja, pri tem ni pomembna celotna višina niti celotna dolžina zidu. Sile obtežbe se nato prenašajo navzven po paraboli in pojavijo se nove, ki so usmerjene poševno (kot pri obokih). Na tak način se pojavljajo poškodbe pri vseh zidovih nad temelji, kjer pride do posedanja. Dostikrat se nad spodnjo parabolo pojavi ponovitev ene ali več vzporednih, posebno v slabših zidovih. V zidovih s prazninami (okna, vrata, itd.) je parabola deformirana. Značilni nastavki oziroma smeri parabole nam povedo, v katerem delu je vzrok poškodb. Posebej točno je to mesto določljivo v primeru, ko je posedanje na manjšem delu in v sredini stavbe, ker nam temena parabol, ki se nizajo druga nad drugo, kažejo mesto poškodbe. V primerih torej, ko opazimo značilno parabolično nizanje razpok ali diagonalno usmerjene razpoke med vogali vertikalno nameščenih odprtin, je skoraj gotovo, da je vzrok v posedanju ali sesedanju spodnje konstrukcije. V prvem primeru opazimo močnejše razpoke, poškodbe so navadno sveže in možnost je, da se bodo še povečale; sanirati je treba tako teren, ki je možen vzrok poškodb, kot konstrukcijo samo, da se ji ponovno vrne statično trdnost in določenost  konstruktivnega sistema. V drugem primeru so poškodbe manjše, razpoke tanjše in stare.

VERTIKALNI PREMIKI:

Vertikalni premik sredi zidu lahko nastane na različni dolžini. Če je to le na kratkem odseku, bo razpoka značilna nizka parabola. ČE je dolžina srednja so razpoke zgoraj celo razširjenje in imajo obliko vijuge. Če je navpični premik na pretežni dolžini, zid ne prenese takega razpona in poči tudi v sredini; te razpoke so podobno kot pri vodoravnem premiku vertikalne, le da so zgoraj vedno širše razen srednjih. Če je vertikalni premik na vogalu, lahko ločimo tri različne pojave glede na dolžino vpliva; razpoke so podobne že opisanim, le da so polovične. Največkrat imamo opraviti s prostorsko vezanimi zidovi, kjer tečejo silnice drugače. Tudi tu se vedno pojavijo parabolične razpoke oziroma razpoke v obliki vijuge, ki so izpeljane iz spodnje širše parabole.
Kot je bilo že omenjeno, se tudi v primeru navpičnih premikov obnašajo zidovi z odprtinami drugače kot polni. Za razliko od horizontalnih tvorijo tu razpoke vedno več parabol ali potekajo diagonalno, pri čemer je gornji del razpoke vedno nagnjen proti delu zidu, ki se poseda. Dostikrat opazimo, da pride najprej do porušitve v vrhnjem delu stavbe, kjer so razpoke tudi najbolj razširjene, razen kadar gre za vertikalni premik na manjši dolžini.
Če so poškodbe zidu manjše, ko torej še ni prišlo do večjih navpičnih premikov, je mogoče z običajnim injeciranjem  ali dodajanjem manjkajočega gradiva steno konsolidirati. Če pa so poškodbe take velikosti, da je del stene že praktično samostojen, ne moremo zidov z nobenim hidravličnim ali drugim načinom spet dvigniti (podobno kot pri nagnjenih konstrukcijah). Zato moramo poškodovani del odstraniti in nadomestiti z novim. V takem primeru ravnamo v skladu z metodološkimi izhodišči, kot so uveljavljena za varstvo in obnovo arhitekturne dediščine.
Za sanacijo zidanih konstrukcij pogosto uporabljamo vrsto modernih postopkov in materialov. Če izpolnjujemo poškodovani opečnat zid z betonskimi plombami, kar je pogosto postopek, čeprav napačen, se ta del stene zaradi druge sestave in trdnosti obnaša drugače kot ostali zid, pojavijo se lise na fasadi, razpoke v ometu, navadno celo hujše poškodbe.

POŠKODBE ZARADI STISNJENJA:

Nehomogenost ali večplastnost predvsem kamnitih zidov je vzrok zmanjšano nosilnost s kvadratom števila bolj ali manj samostojnih plasti upada nosilnost. Poškodbe so enostranski ali obojestranski uklon, odluščenje dela zidu ali zrušitev.
Na površini se ob notranjih poškodbah zaradi stisnjenja pojavijo razpoke v obliki horizontalne elipse, na koncu zidu lahko tudi polovične. Poškodbe zaradi stisnjenja lahko zamnejamo s tistimi, ki jih povzročajo ekscentrične točkovne sil. V tem primeru so razpoke v obliki pokončne cele ali polovične elipse, sila pa pritiska pod središčem elipse.

STATIČNA SANACIJA OBJEKTOV:

V večini primerov so poškodbe objektov posledica neenakomernega posedanja objektov. Vzroki so lahko: Slabo nosilna tla, pomanjšana nosilnost terena, slaba izvedba temeljev, propad temeljev,… Zaradi tega je nujno in smiselno naročiti geomehanske preiskave temeljnih tal za celoten objekt ali vsaj za kritične točke na objektu. Pridobljeni rezultati nam posredujejo dopustne obremenitve temeljnih tal in predlog za sanacijo problema.
Razpokane zidove je (imajo zmanjšano nosilnost) potrebno utrditi z injektiranjem. Pri tem je dobro uporabljati injekcijske mase s čim manj običajnega cementa in večjo vsebnostjo pucolana.
Zaradi zahtevne protipotresne ojačitve objekta se de dostikrat pojavi potreba po vertikalnih potresnih vezeh. Namesto masivnih AB vertikalnih potresnih vezi, ki zahtevajo zelo grob poseg v zidno maso, je bolje vgraditi kovinske vezi, ki segajo vse do zaključnih (kapnih) AB horizontalnih vezi do temeljev. Območje okoli vezi je treba dodatno injecirati.
Oboki, tako opečni kot kamniti, so običajno dovolj močni, da prenesejo tudi večje obtežbe, take, ki so predpisane z današnjo zakonodajo. Pogoj je le ta, da so zagotovi prevzem večjih horizontalnih sil v petah obokov, da se obtežba čim bolj enakomerno porazdeli po oboku in da so oboki nepoškodovani. Zaradi tega skoraj nikoli ni potrebno čez oboke izdelati masivne monolitne AB plošče. Zadošča izdelava oz. zamenjava starega, navadno težjega nasutja z novim nasutjem, ki je lažji (opečni drobir, ekspandirana glina, politerm blu  fein,…) preko njega poteka izdelava razbremenilnega AB estriha debeline okoli 8 cm. V večini primerov objekti v horizontalnih ravninah medetažnih stropnih konstrukcij niso povezani. Povezavo enostavno dosežemo z vgradnjo kovinskih vezi v AB estrih. Vgrajena so kot poševna per-fo sidra v nosilne obodne in notranje zidove ali pa so puščena skozi nosilne obodne zidove na dovolj majhni medsebojnih razdaljah. Na fasadi se v tem primeru namestijo namestijo v poglobljena in s podaljšano malto obdelana ležišča kovinske sidrne plošče in matice za navojne konice sider, nakar se vse zakrije s fasadnim ometom. Kovinska sidra tečejo v AB estrih v celotni dolžini od zidu do zidu sicer je potrebno primerno povečati armaturo estriha in zagotoviti zadostno sidranje sidra v AB estrih.
Lesene stropne konstrukcije so izdelane kot zmozničena tramovna konstrukcija (tram ob tramu vmes leseni zatiči) ali iz stropnikov na osnih razdaljah 80-100 cm, ki so obojestransko odelani z lesenim opažem, nasutjem in finalnim podom ter ometom spodaj. Navadno je les sam zdrav, pogosto pa so tramovi prepereli v ležiščih (zaradi zamakanja, kondenza,…) kadar je možno menjamo tramove v celotni dolžini ali le delno. Če pa to ni mogoče moramo izvesti ojačitve obstoječih tramov. Možna je izvedba sovprežnih konstrukcij ali ojačitev s kovinskimi profili z zgornje strani. Le te vgradimo med stropnike, pri zmozničenih stropovih pa izdolbemo nekatere tramove in vanje vstavimo primarne jeklene nosilce, prečno pa sekundarne, manjšega prereza. Tako dobimo dovolj togo kovinsko brano za prevzem obtežbe. Vse tramove z vijaki pritrdimo h kovinski brani, navadno pa je stik »plavajoč«, kar preprečuje vibracije kovinske konstrukcije na lesen strop.

INJEKTIRANJE ZIDOV:

Gradbeni objekti so izdelki tehnologije, katerih življenjska doba in čas uporabe sta praviloma bistveno daljša od življenjske dobe drugih izdelkov. Gradbeni objekt brez večjih vlaganj, a ob sprotnem vzdrževanju, lahko uporabljamo desetletja, celo stoletja. Nove objekte danes projektiramo za življenjsko dobo okrog 50 let. Obnovo gradbenih objektov, poleg postopne nefunkcionalnosti, predvsem poškodbe, ki se sčasoma pojavljajo tako na konstruktivnih elementih (nosilna konstrukcija, ovoj objekta) kot tudi na nekonstruktivnih elementih (oprema,…). Obnova in statična ureditev je mnogokrat potrebna zaradi spremembe namembnosti objekta, zaradi spremembe namembnosti objekta, zaradi sprememb v statičnem sistemu objekta oz. zaradi doseganja boljše funkcionalnosti. Vzroki za nastanek poškodb na konstrukciji zgradbe so predvsem napake v projektni dokumentaciji, napake med gradnjo neustrezni in neredno vzdrževanje, nepravilna uporaba objekta, staranje vgrajenih materialov in izredni dogodki oz. obtežbe. Sanacija in statična utrditev objekta je praviloma zahteven projekt, ki temelji na posebnih specializiranih znanjih. Za razliko od načrtovanja novogradnje, kjer bomo uporabili nove materiale in preizkušene postopke, moramo pri rekonstrukciji ali sanaciji objekta najprej oceniti materialno- tehnično stanje zgradbe in na podlagi te ocene predpisati ustrezne gradbeno sanacijske postopke.
Pomembno je, da sta sanacija in utrditev izvedeni tako, da z izboljšavo ene lastnosti objekta ne pokvarimo drugih. V primeru postopne sanacije le to izvajamo le to izvajamo po logičnem in strokovno pravilnem vrstnem redu, tako da s kasnejšimi sanacijskimi ukrepi ne izničimo učinka predhodno izvedenih sanacijskih del.
V Sloveniji velik del zgradb predstavljajo zgradbe, zidane iz kamna ali kamna in opeke. Takšne zgradbe, zidane iz kamna in opeke se pojavljajo v vseh slovenskih pokrajinah, zlasti so pogoste na Primorskem in Gorenjskem. Lokalni lomljeni ali delno oblikovani kamen je v preteklosti, vse od začetka dvajsetega stoletja predstavljal poceni gradbeni ali celo edino dostopno gradivo za zidanje nosilnih zidov objektov. Opeko so uporabljali le lokalno npr. za ločne konstrukcije nad okni in vrati, za občasne poravnave kamnitih zidov in kot vložke med kamnitim gradivom.
Iz opeke so bile grajene le pomembnejše zgradbe v urbanih središčih. Za povezovanje kamnitega gradiva so stoletja uporabljali čisto apneno malto iz rečnih peskov, praviloma nizkih trdnosti. Debeline kamnitih in mešanih zidov so zelo različne. Pri nizkih zgradbah (do P+1) so nosilni zidovi včasih debeli le 40-50 cm, pri več etažnih objektih pa so zidovi seveda debelejši. Običajne stavbe v mestih imajo tako pritlične zidove debele 80-100 cm debelina pa z višino zgradbe pada. Tanjši zidovi so grajeni dvoslojno, tako da je slabše zidano le manjše osrednje območje med zunanjima slojema.
Problem nepovezanosti gradiva kamnitega zidu lahko uspešno zmanjšamo s sistematičnim injektiranjem zidov s cementno injekcijsko maso. Bistvo metode je, da se v prerez zidu s pomočjo posebne naprave vtisne tekoča masa na bazi cementa, ki zapolni votline in razpoke v zidu, ta se kasneje strdi in med seboj zlepi sosednje kamne oz. posamezne, prej omenjene zidne sloje. Na ta način se popravijo mehanske lastnosti zidov, kar pomeni, da se objekt z injektiranimi zidovi bolje odziva na potresno obtežbo kot objekt z neutrjenimi zidovi.

Postopek injektiranja ja naslednji: zidove je najprej potrebno enostransko (pri debelih zelo debelih zidovih dvostransko) navrtati. Razmak med vrtinami mora znašati približno 50 cm v obe smeri (okvirno 4 vrtine na kvadratni meter zidu), globoke morajo biti do dve tretjini zidu.  V vrtine s hitro vezočim cementom vgradijo jekleni injekcijski nastavki (cevke), nakar se površine zidov omeče z grobim cementnim obrizgom. V primeru. Da starih ometov ne odstranimo, je potrebno nastavke vgraditi skozi omete, kar kvalitete injektiranja ne zmanjša, saj i znjektiranjem zapolnjujemo predvsem notranjost zidu. Zid je skozi injekcijske nastavke najpraj treba namočiti (z vodo se izpere prah gradivo znotraj zidu pa je potrebno dovolj navlažiti tako da se kasneje vstopajoča injekcijska masa takoj ne »zapeče«. Injektiranje se prične pri spodnjih vrtinah ter se nadaljuje proti zgornjim. Masa se v zidove tako rekoč naliva pod majhnim pritiskom (zaradi lastne teže masa dobro zaliva tudi nižje ležeče dele zidu). Injektiranja zidu od zgoraj navzdol ni priporočljivo izvajati, ker strjujoča se masa sproti zapira kanale proti nižje ležečim delom zidu in kakovostna zapolnitev votlin ni možna. Po končanem injektiranju se cevke odstranijo, zid pa se omeče ali pa se pokrpajo stari ometi. Naše izkušnje kažejo, da so zidovi starih kamnitih objektov zelo porozni oz. »prazni«. Poraba se običajno giblje med 60-80 kg/m3, včasih pa tudi preseže 100 kg/m3.
Injekcijska masa oziroma suspenzija, ko jo mešamo na gradbišču, je sestavljena iz cementa, polnla in vode, ki se dodaja v takem razmerju, da je masa primerno viskozna za vgrajevanje z injekcijsko napravo. Masi se praviloma primeša dodatek za kompenzacijo krčenja, po potrebi tudi dodatek za zmanjšanje učinka kapilarnega vlaženja. Za injektiranje zidov so v uporabi tudi tovarniško pripravljene injekcijske mase. V zadnjem času so mase z nizko vsebnostjo cementa ali celo brez cementa. Naše izkušnje kažejo, da je take mase težko kakovostno vgraditi in da njihov učinek na končne mehanske lastnosti utrjenih zidov ni tako velik kot pri uporabi cementnih mas. Že pripravljene cementne mase so praviloma drage, kar vpliva na končno ceno injektiranja. Statična utrditev kamnitih in mešanih zidov s sistematičnim injektiranjem s cementno injekcijsko maso je, kadar je izvedba strokovno, optimalna rešitev za izboljšanje mehanskih lastnosti za večino takih konstrukcij. Postopek dela je dokaj enostaven in poceni konstrukcija pa se (kot npr. pri obbetoniranju, ki ga zagovarjajo nekateri) dimenzije ne povečajo. Ob injektiranju v zidove uvedemo dokajšnje količine vode, zato je potrebna pazljivost ob sanaciji zidov s poslikavami ali drugimi oblogami. Nepravilna izvedba del (npr. previsok pritisk pri vtiskanju mase) je konstrukciji lahko škodljiva.
Za sanacijo zidanih konstrukcij pogosto uporabljamo vrsto modernih postopkov in materialov. Če izpolnjujemo poškodovani opečnat zid z betonskimi plombami, kar je pogosto postopek, čeprav napačen, se ta del stene zaradi druge sestave in trdnosti obnaša drugače kot ostali zid, pojavijo se lise na fasadi, razpoke v ometu, navadno celo hujše poškodbe.

UA-30589045-1