IX ŚLĄSKIE FORUM INWESTYCJI, BUDOWNICTWA, NIERUCHOMOŚCI 21 22 CZERWCA 2017 r. STANY AWARYJNE KONSTRUKCJI NOŚNYCH BUDYNKÓW MIESZKALNYCH PRZYCZYNY, NAPRAWA, ZAPOBIEGANIE Dr inż. Zbigniew PAJĄK Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej
Wstęp Niepowodzenia budowlane, jak uszkodzenia, awarie, katastrofy obiektów budowlanych wynikają z: błędów ludzkich popełnianych na etapie projektowania, wykonawstwa i użytkowania, zdarzeń losowych huraganowe wiatry, powodzie, pożary, osuwiska, wybuchy gazu, intensywne opady, wyładowania atmosferyczne, wstrząsy, wypadki komunikacyjne.
Rocznie ITB w Polsce odnotowuje około 100 do 300 przypadków awarii i katastrof, z czego na katastrofy przypada przeciętnie 15% przypadków W ostatnich latach większość rejestrowanych awarii i katastrof wynika ze zdarzeń losowych Awarie wynikłe z błędów ludzkich w %: Błędy projektowe (~20%) Błędy wykonawcze (~35%) Wadliwa eksploatacja i zły stan techniczny (~45%)
Awaria budynku podczas wznoszenia Projekt budynku - przekrój
Warunki geotechniczne
2490 Konstrukcja nośna 540 1745 600 540 1820 410 350 300 300 300 300 1960 1700 3540 D C D C B B A 1 2 3 4 5 6 260 720 720 480 720 720 745 4430 Rzut piwnic A 1 2 3 4 5 6 3740 Rzut kondygnacji 1 2 3 4 5 6 260 720 720 480 720 720 745 4430 Przekrój poprzeczny
Prace ziemne 2 3 zwg 0,3 m 6 4 5 6 0,3 m 0,0 1,7 4,5 1 Psz/zg 9,0 11,0 Ił tpl 1 ścianka szczelna, 2 beton podkładowy 10 cm, 3- izolacja z mat bentonitowych, 4 płyta 50 cm
Zarysowania ścian przyległych budynków w wyniku obniżenia poziomu wody podczas prac ziemnych
Podniesienie skrzyni o około 40 mm, wycieki wody przez rysy Analiza obliczeniowa z uwzględnieniem wyporu wody model rysy na górze płyty
50 35 Wzmocnienie skrzyni żelbetowa wanna wewnętrzna A-A 20 25 D 2 1 3 C A A B A 1 2 3 4 5 1 ściana skrzyni, 2 dobetonowana warstwa, 3 grodzice ścianki szczelnej 6 Zbrojenie wanny
Zarysowania słupów po zabetonowaniu stropu II p. D C A A B A 1 2 3 4 5 6 Wzmocnienie słupów stalowymi gorsetami
600 85 Wzmocnienie posadowienia pale jet grouting oraz stabilizacja podłoża pod płytą zaczynem cementowym metodą iniekcji niskociśnieniowej D C B A 1 2 3 4 5 6 50 Rozmieszczenie pali Łącznie 108 szt. Prace iniekcyjne
Kontynuacja budowy i zakończenie prac
Awarie budynków w sąsiedztwie głębokich wykopów
Przegłębianie wykopu za ścianką szczelną Budynek mieszkalny w Zabrzu
Budynek mieszkalny w Zabrzu - uszkodzenia
Sposób naprawy uszkodzeń
Naprawa uszkodzeń i wzmocnienie konstrukcji
Kontynuacja budowy
Kamienice w Gliwicach
Św. Katarzyny 5, 5a Św. Katarzyny 6, 6a Rzut i przekrój budynku Św. Katarzyny 5, 5a
0,007 0,012 0,018 0,016 0,009 Pomiary kontrolne przemieszczenia poziome [m] ul. Św. Katarzyny 5, 5a
0,007 0,024 0,030 0,029 0,007 0,029 0,038 0,027 Pomiary kontrolne przemieszczenia pionowe [m] ul. Św. Katarzyny 5, 5a
Uszkodzenia budynku ul. Św. Katarzyny 5, 5a
Uszkodzenia budynku widoczne na elewacjach
Przemieszczenia pionowe [m] Przemieszczenia poziome [m] Przyczyny uszkodzeń - przemieszczenia ścian szczelinowych 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 Przemieszczenia poziome korony ściany szczelinowej S12 w przekroju A-A 0-0,01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13-0,02 Kroki obliczeniowe (etapy budowy) 0,03 0,02 0,01 Osiadania ław w przekroju A-A 0-0,01-0,02-0,03-0,04-0,05-0,06 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Kroki obliczeniowe (etapy budowy) ława środkowa ława skrajna
Sposób naprawy uszkodzeń i wzmocnienia konstrukcji Wzmocnienie posadowienia Skotwienie ściany szczytowej stalowymi kotwami
Kotwienie ścian w poziomach stropów
Awaria ściany oderwanie się warstwy fakturowej
Awaria ściany oderwanie się warstwy fakturowej
300 1000 1000 590 110 100 110 2890 Konstrukcja ściany B 555 1600 1600 1600 380 B-B A A 1 5735 300 50 2 B 60 90 150 A-A 555 3x1600 5735 380
Kruche pęknięcie wieszaków
Oczyszczenie warstwy fakturowej i zakotwienie wieszaków
Przyczyny awarii: Niejednorodna struktura stali na długości (austenit i martenzyt odkształceniowy) na skutek braku obróbki cieplnej (przesycania) po obróbce plastycznej (wyginanie) Naprężeniowa korozja międzykrystaliczna stali H13N4G9 Niekorzystne środowisko zewnętrzne, obecność chloru w zawilgoconej wełnie mineralnej powodującego korozję stali austenitycznej Brak szpilek Konieczność wykonywania dodatkowych wzmocnień połączeń warstw ściennych, w których zastosowano wieszaki ze stali nierdzewnych
Awaryjny stan stropu w budynku wielkopłytowym systemu FT Fadom Żory
Awaryjne stany stropodachów budynków wielkopłytowych
Awaryjne stany stropodachów budynków wielkopłytowych
Sposoby wzmocnienia Podparcie od dołu Podwieszenie
Podsumowanie Analizy awarii obiektów budowlanych: służą do pogłębienia stanu wiedzy technicznej i podnoszenia kwalifikacji projektantów, wykonawców, użytkowników i ekspertów budowlanych., są przydatne do aktualizacji przepisów technicznych, norm projektowania, wytycznych i warunków wykonywania i odbioru robót budowlanych. Efekty tych działań mają bezpośrednie przełożenie na zwiększenie bezpieczeństwa konstrukcji oraz zapobieganie awariom i katastrofom budowlanym.
Dziękuję za uwagę