Podczas realizacji nowej inwestycji znajdującej się w ostrej granicy działki z budynkami istniejącymi dla tych ostatnich należy bezwarunkowo wykonać ekspertyzę techniczną.
W Polsce, w dużych aglomeracjach miejskich, realizuje się wiele nowych inwestycji w pobliżu starych budynków. Nowe budynki wznoszone są często w zabudowie zwartej z budynkami istniejącymi, a ich posadowienie jest przeważnie dużo głębsze (ze względu na garaże podziemne) od posadowienia budynków istniejących. Realizacja nowych obiektów usytuowanych w zwartej zabudowie z istniejącymi stwarza duże zagrożenie dla bezpieczeństwa konstrukcji budynków istniejących. Przy tego typu realizacjach występuje duże niebezpieczeństwo naruszenia stabilności posadowienia budynków istniejących. W związku z tym przed rozpoczęciem projektowania nowej inwestycji należy opracować ekspertyzę stanu technicznego budynku istniejącego, a w fazie projektowania uwzględnić wszystkie zalecenia ekspertyzy dotyczące zabezpieczenia konstrukcji obiektu istniejącego. Niestety, bardzo często ze względów pseudooszczędnościowych takie działanie inwestorów nie ma miejsca, co doprowadza w wielu przypadkach do naruszenia konstrukcji budynków istniejących, a w skrajnych przypadkach do katastrof budowlanych.
Fot. 1 Widok budynku od strony ulicy po wykwaterowaniu
Opis budynku uszkodzonego
Przedmiotowy budynek jest budynkiem wolno stojącym, trzykondygnacyjnym, częściowo podpiwniczonym, z poddaszem nieużytkowym. Usytuowany został frontem do ulicy, w ostrej granicy z sąsiednimi działkami (fot. 1). W rzucie poziomym ma kształt prostokąta o wymiarach 13,74 x 10,06 m. Powierzchnia użytkowa budynku wynosi 256,6 m2, kubatura – 780,0 m3. W budynku znajduje się osiem lokali mieszkalnych.
Budynek powstawał w dwóch etapach. Pierwszą część wzniesiono w połowie lat 20. ubiegłego wieku, w drugiej połowie lat 30. do budynku, od strony północnej, dostawiono dobudówkę składającą się z prześwitu bramowego i dwóch kondygnacji mieszkalnych nad nim. Część dobudowana nie jest podpiwniczona.
Fot. 2, 3 Pęknięcia na elewacji frontowej
Cały budynek został wzniesiony w technologii tradycyjnej, z cegły ceramicznej pełnej i posadowiony na ceglanych ławach fundamentowych. Układ konstrukcyjny jest mieszany, poprzeczno-podłużny. Od strony ulicy stropy oparte są na ścianach podłużnych (z wyjątkiem części dobudowanej), natomiast od strony podwórka i w części dobudowanej stropy oparto na ścianach poprzecznych. Płyty stropowe nie posiadają wieńców usztywniających budynek w płaszczyznach poziomych. Ściany konstrukcyjne części podziemnej mają grubości: 27 cm, 41 cm i 55 cm, natomiast w części nadziemnej – 27 cm i 41 cm. Nadproża nad otworami okiennymi i drzwiowymi są ceglane.
Stropy w budynku są typu Kleina z ceglaną płytą półciężką (żeberkową). Nad ostatnią kondygnacją wykonano stropy drewniane.
Pierwotnie budynek posiadał balkony z płytami kleinowskimi – od strony ulicy na I i II piętrze oraz od strony podwórka także na I i II piętrze, ale tylko w części dobudowanej. Ze względów bezpieczeństwa płyty ceramiczne zostały usunięte (uległy mocnym uszkodzeniom) i pozostały same belki stalowe oraz stalowe balustrady.
Budynek ma jedną klatkę schodową z biegami żelbetowymi wspornikowymi osadzonymi w ścianie. Płyty spocznikowe są ceramiczne na belkach stalowych (typu Kleina). Wejście na klatkę schodową znajduje się od strony podwórka.
Fot. 4, 5 Pęknięcia widoczne na elewacji od strony podwórka
Tynki zewnętrzne i wewnętrzne są cementowo-wapienne. Większość okien została wymieniona na okna z PCV o podwyższonej izolacyjności. Pozostałe okna są stare, drewniane. Stolarka drzwiowa jest drewniana.
Budynek został przykryty dachem o konstrukcji drewnianej płatwiowo-krokwiowej i pokryty papą. Woda opadowa z dachu odprowadzana jest za pomocą rynien i rur spustowych wykonanych z blachy stalowej ocynkowanej. Dolne odcinki rur spustowych, od strony ulicy, są żeliwne.
Budynek jest wyposażony w instalację elektryczną, wodno-kanalizacyjną i gazową.
Opis budynku realizowanego
Budynek mieszkalny wielorodzinny, czterokondygnacyjny z poddaszem użytkowym i jedną kondygnacją podziemną realizowany był w ostrej granicy z budynkiem uszkodzonym i budynkiem znajdującym się z drugiej jego strony. W części podziemnej budynku znajdują się garaże oraz pomieszczenia techniczne.
Budynek został zaprojektowany w konstrukcji żelbetowej, monolitycznej płytowo-słupowej z posadowieniem na płycie fundamentowej. Siatka słupów jest nieregularna. Płyty stropowe w części nadziemnej mają grubość 18 cm.
Część podziemna budynku jest zamknięta ścianami żelbetowymi o grubości 30 cm, a w części w bezpośrednim sąsiedztwie z budynkami istniejącymi – ścianami żelbetowymi o grubości 50 cm. Ściany piwnic oprócz przenoszenia obciążeń pionowych przenoszą również obciążenia od parcia gruntu, a wraz z płytą denną i stropem garażu tworzą sztywną, podziemną konstrukcję budynku.
Fot. 6, 7 Pęknięcia ścian podokiennych
Ściany zewnętrzne nadziemia murowane z pustaków Porotherm o grubości 25 cm + 10 cm ocieplenia ze styropianu, plus tynk, ściany wewnętrzne nadziemia z cegły ceramicznej pełnej o grubości 25 cm, a ściany działowe z cegły dziurawki 6,5 cm i 12 cm oraz z płyt gipsowo-kartonowych na ruszcie metalowym. Dach o konstrukcji drewnianej płatwiowo-kleszczowej.
Opis powstałych uszkodzeń
W chwili rozpoczęcia prac budowlanych na sąsiedniej działce przeprowadzono (grudzień 2009 r.) wizję lokalną w budynku istniejącym. Nie została wcześniej wykonana ekspertyza techniczna tego obiektu. Przeprowadzony przegląd lokali mieszkalnych nie wykazał (według sporządzonej notatki technicznej) poważniejszych uszkodzeń konstrukcji budynku.
Prace budowlane rozpoczęto od podbijania fundamentu południowej ściany szczytowej istniejącego budynku (stycznej z realizowaną inwestycją) z jednoczesnym monitoringiem geodezyjnym. Podbicie fundamentu wykonywano etapami, na głębokość ok. 2,35 m poniżej istniejącego posadowienia. Podbijanie zakończono na początku marca 2010 r. Podczas prowadzonych prac nie stwierdzono występowania żadnych uszkodzeń budynku.
Fot. 8, 9 Pęknięte nadproża. Uszkodzone płyty stropowe
Po wykonaniu wykopu pod realizowany budynek na pełną głębokość (11 marca 2010 r.) pojawiły się rysy i pęknięcia na ścianach i stropach budynku istniejącego, w okolicy ściany szczytowej z podbijanym fundamentem.
Prace zostały wstrzymane. Prowadzony monitoring geodezyjny ściany szczytowej przedstawiono w tablicy.
Gwałtowne osiadanie ściany szczytowej spowodowało wiele uszkodzeń w budynku. Lokatorzy, ze względu na zagrożenie katastrofą budowlaną, zostali w trybie natychmiastowym wykwaterowani z obiektu.
Na elewacji frontowej pojawiły się pęknięcia w pobliżu południowej ściany szczytowej. Pęknięcia miały przebieg ukośny, a ich rozwartość dochodziła do 8 mm (fot. 2, 3). Na elewacji od strony podwórka, przy południowej ścianie szczytowej, pokazały się pęknięcia o nieregularnym przebiegu i rozwartości do 10 mm (fot. 4, 5).
Bardzo duże uszkodzenia powstały w lokalach mieszkalnych znajdujących się od strony południowej ściany szczytowej. Popękały ściany pod otworami okiennymi (fot. 6, 7). Pęknięcia przebiegały wzdłuż spoin i miały rozwartość dochodzącą do 10 mm.
Fot. 10 Pęknięte nadproże
Dość znacznym pęknięciom uległy nadproża okienne (fot. 8, 10) i drzwiowe (fot. 9). Rozwartość rys jest w przedziale od 6 do 12 mm. Uszkodzone zostały płyty stropowe. Na stropach Kleina odsłoniły się belki stalowe (fot. 8, 9) oraz pojawiły się pęknięcia na płycie ceramicznej (fot. 8). W paru miejscach płyta częściowo wysunęła się z oparcia stopek belek stalowych. Uszkodzeniom uległ również strop drewniany nad trzecią kondygnacją. Powstały duże zarysowania na styku stropu z południową ścianą szczytową. Pojawiły się znaczne ugięcia płyty stropowej (fot. 11).
W celu zapobieżenia dalszym uszkodzeniom budynku, jakie wystąpiły na skutek osiadania ściany szczytowej, wykonawca 17 marca 2010 r. założył pod stropem piwnic, przy zewnętrznych ścianach podłużnych, dwa ściągi z prętów φ 16.
Fot. 11 Uszkodzony strop drewniany
Analiza powstałych uszkodzeń
Na podstawie przeprowadzonych badań geotechnicznych można było stwierdzić, że pod istniejącymi fundamentami uszkodzonego budynku występują średnio zagęszczone piaski średnioziarniste i drobnoziarniste, które są gruntami nośnymi stanowiącymi odpowiednie podłoże do bezpośredniego posadowienia fundamentów. Również po wykonaniu podbicia istniejącego fundamentu południowej ściany szczytowej spód podbicia będzie pracował w warunkach jak powyżej.
17 marca 2010 r., po wystąpieniu uszkodzeń budynku, na wniosek kierownika budowy dokonano kontroli podłoża gruntowego w dnie wykopu przy ścianie szczytowej uszkodzonego budynku.
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono:
– występowanie w dnie wykopu piasków średnioziarnistych rzecznych;
– że swobodne zwierciadło wody gruntowej stabilizuje się na głębokości 3,46 m nad „0” Wisły, tzn. ok. 0,5 m poniżej posadowienia wznoszonego budynku;
– że sondowania gruntu wykazały lekkie obniżenie stopnia zagęszczenia ID piasków do głębokości ok. 0,7–0,8 m poniżej dna wykopu do wartości 0,47–0,52; przyczyną tego były odprężenia gruntów w dnie wykopu po zdjęciu trzymetrowej warstwy naziomu; grunty z istniejącym stopniem zagęszczenia (ID = 0,47–0,52) należą do gruntów średnio zagęszczonych i zaliczane są do gruntów nośnych, nadających się do bezpośredniego posadowienia fundamentów budynków mieszkalnych.
Fot. 12 Bardzo niestarannie wykonane podbicie ławy fundamentowej
Przed rozpoczęciem realizacji nowej inwestycji na działce przy uszkodzonym budynku wykonano, bez projektu, podbicie fundamentu południowej ściany szczytowej przedmiotowego obiektu. Nie wykonano podbicia schodkowego fundamentów ścian nośnych, prostopadłych do podbijanej ściany szczytowej. Brak schodkowego podbicia fundamentów ścian prostopadłych do ściany szczytowej spowodował dodatkowe obciążenie ściany szczytowej ścianami do niej prostopadłymi. Przy wysokim podbiciu (ok. 2,35 m) ściana szczytowa oprócz obciążenia pionowego została dodatkowo obciążona parciem gruntu oraz wypadkową obciążenia od ścian prostopadłych do niej.
Podbicie fundamentu ściany szczytowej zostało wykonane bardzo niestarannie (fot. 12). Podbicie nie podpierało na całej szerokości ławy fundamentowej. Było to widoczne w odkrywkach wykonanych od strony pomieszczeń piwnicznych. Występowały tam szczeliny pomiędzy ławą a podbiciem. W miejscach odkrywek widać było korzenie roślin.
Na wielkość powstałych uszkodzeń miał także wpływ brak wieńców stropowych usztywniających budynek w płaszczyznach poziomych. Brak wieńców spowodował większą podatność obiektu na zarysowania i pęknięcia ścian.
Również wiek budynku, szacowany na ok. 80 lat, zastosowane materiały do jego realizacji oraz brak bieżącej konserwacji miały wpływ na większą podatność opiniowanego budynku na wielkość uszkodzeń spowodowanych osiadaniem ściany szczytowej.
Tab. Zestawienie wyników monitoringu geodezyjnego ściany szczytowej
|
Data monitoringu
|
Godzina
|
Osiadanie ściany szczytowej [mm]
|
|
|
Od strony ulicy
|
Od strony podwórka
|
||
|
11.03.2010 r.
|
700
|
11,0
|
6,0
|
|
11.03.2010 r.
|
1500
|
11,0
|
6,0
|
|
12.03.2010 r.
|
700
|
11,0
|
6,0
|
|
13.03.2010 r.
|
900
|
13,0
|
8,0
|
|
14.03.2010 r.
|
900
|
13,0
|
8,0
|
|
15.03.2010 r.
|
700
|
13,0
|
8,0
|
|
16.03.2010 r.
|
1400
|
15,0
|
10,0
|
|
17.03.2010 r.
|
900
|
15,0
|
10,0
|
W celu zlikwidowania zagrożenia dla bezpieczeństwa konstrukcji budynku zalecono w trybie natychmiastowym założenie ściągów spinających, wykonanych z prętów stalowych φ 16. Ściągi założono przy zewnętrznych ścianach podłużnych oraz przy wewnętrznej ścianie nośnej pod stropami piwnicy, parteru oraz I i II piętra. W następnej kolejności zalecono wykonanie poszerzenia podbicia ławy fundamentowej ściany szczytowej, tak aby podparta została cała ława. Uzupełnienie podbicia należało trwale połączyć z istniejącym (wcześniej wykonanym) podbiciem przez wklejenie prętów zbrojeniowych.
Po wykonaniu powyższych zabezpieczeń zalecono reperację pęknięć ścian oraz nadproży. Odcinki ceramicznych płyt stropów Kleina, które uległy dużym pęknięciom lub wysunęły się z oparcia stopek belek stalowych, zalecono wymienić na nowe, wykonane z cegły lub żelbetu, z zastrzeżeniem, aby ciężar odtwarzanych kawałków stropu nie przekroczył ciężaru stropu istniejącego.
Wnioski
Podczas realizacji nowej inwestycji, znajdującej się w ostrej granicy działki z budynkami istniejącymi, należy bardzo dokładnie i starannie przygotować proces inwestycyjny. Dla budynków istniejących, sąsiadujących z nową inwestycją, należy bezwarunkowo wykonać ekspertyzę techniczną, która powinna ocenić stan techniczny konstrukcji obiektów, określić możliwości wystąpienia zagrożeń (dla konstrukcji budynków) związanych z realizacją nowego obiektu. Ekspertyza powinna również zawierać wytyczne dotyczące ewentualnych zabezpieczeń konstrukcji budynków istniejących, tak aby realizacja nowej inwestycji przebiegała bez negatywnego wpływu na te budynki.
W omawianym przypadku ekspertyza budynku istniejącego nie została sporządzona, a wykonawca miał tylko wiedzę o stanie obiektu z notatki technicznej sporządzonej na podstawie ogólnych oględzin.
Karygodnym działaniem wykonawcy była realizacja podbicia fundamentu ściany szczytowej budynku bez obowiązującego projektu wykonawczego podbicia. Wykonanie to zostało przeprowadzone niestarannie i niekompletnie. Nie wykonano schodkowego podbicia fundamentów ścian nośnych, prostopadłych do podbijanej ściany szczytowej.
Reasumując, stwierdza się, iż uszkodzenia budynku spowodowane zostały robotami prowadzonymi na sąsiedniej działce. Wykonany wykop przy ścianie szczytowej budynku spowodował zmianę stanu naprężeń podłoża gruntowego z powodu jego odciążenia wykopem. Złe wykonanie podbicia fundamentów budynku i zmiana stanu naprężeń podłoża gruntowego pod fundamentami spowodowały osiadanie ściany szczytowej i powstanie uszkodzeń budynku.
doc. dr inż. Jerzy Pieniążek
Politechnika Warszawska
Piśmiennictwo
1. J. Pieniążek, T. Baczyński, Ekspertyza techniczna dotycząca oceny stanu technicznego budynku mieszkalnego wielorodzinnego w Warszawie na Pradze, zgodnie z postanowieniem PINB dla m.st. Warszawy, maj 2010.
2. E. Masłowski, D. Spiżewska, Wzmacnianie konstrukcji, Arkady, Warszawa 2000.
Artykuł oparty na referacie przygotowanym na XXV Konferencję „Awarie budowlane” (Szczecin–Międzyzdroje, maj 2011 r.).
