Obvyklé příčiny poškození podlah trhlinami v garážových podlažích
Common causes of damages and cracks in garage floors
Cílem příspěvku je ukázat na problematiku navrhování podlahových konstrukcí v garážových podlažích budov. Zpravidla tyto konstrukce jsou poškozeny trhlinami a umožňují průsaky vody, které omezují jejich používání a životnost. Obvyklým důvodem pro vznik trhlin jsou nedostatečné rozteče dilatačních spár nebo nedostatečné vyztužení těchto konstrukcí. Na příkladu dvou konstrukcí je ukázán charakter poškození a analyzovány příčiny, které k němu vedly.
1. Úvod
Běžná garážová podlaží obytných nebo administrativních komplexů jsou zpravidla umístěna na úrovni podzemních podlaží v železobetonové vaně. Stropní desky těchto podlaží jsou obvykle vetknuty do obvodových stěn vany a podepřeny železobetonovými sloupy a stěnami. Vlastní stropní desky těchto podlaží jsou v provedení z vyztuženého vodostavebního betonu s kletovaným povrchem, maximálně ještě kryté při horním povrchu nátěry, odolnými proti obrusu a ropným látkám. Stropní desky jsou obvykle přímo pojížděné.
Velmi často se u tohoto typu stropních konstrukcí vyskytují trhliny, které jsou viditelné jak na horním povrchu desky (v podlaze), tak i na spodním povrchu (ve stropě příslušného podlaží). Tyto trhliny zpravidla prochází celým průřezem desky. V zimním období nebo při delším deštivém období se do garážových podlaží dostává voda a sníh, který po roztání protéká potrhanou deskou a na její spodní straně vytváří krápníkové výluhy, které poškozují néjen stropní desku, ale odkapávající voda s příměsí výluhů poškozuje také lak zaparkovaných vozidel.
Při vícepodlažních garážích bývají nejčastěji více poškozeny trhlinami horní podlaží, zatímco dno vany (nejnižší podlaží garáží) je těmito trhlinami ohroženo zpravidla jen výjimečně. Obvykle nejčastější příčinou tohoto jevu je nedostatečná výztuž stropních desek, případně nedostatečná rozteč dilatačních spár, nebo oboje.
Běžně prováděným nápravným opatřením je prořezání nových dilatačních spár a injektáž vzniklých trhlin. Pokud je konstrukce nedostatečně vyztužena pak injektáž trhlin zpravidla není účinná, neboť trhliny se v zainjektovaném povrchu znovu vytvoří.
2. Podzemní garáže obytného domu
Garážové podlaží konkrétního objektu má celkovou šířku 16 500 mm, rozdělenou podélnými sloupy do tří podélných pruhů. Krajní pruhy určené k parkování jsou na šířku 5 250 mm a střední příjezdová část na šíři 6 000 mm. Modul sloupů v podélném směru je 5 400 mm na celkovou délku 45 600 mm. Tloušťka železobetonové desky podlahy je 200 mm. Ve výkresové dokumentaci desky nebyla zakreslena žádná dilatační spára a tato dilatační spára nebyla požadována ani v technické zprávě, skladbách podlah ap. a nebyla tedy ani provedena. Takže toto opomenutí způsobilo, že v podlahách se vytvořily dilatační trhliny, které nahrazují funkci dilatačních spár.
Obr.1 Podélné a příčné trhliny v krajním pruhu mezi parkujícími vozidly
Podle ČSN 73 1201 ([4] v příloze 6 a v tab.46) je předepsáno pro podlahy z prostého monolitického betonu v nevytápěných prostorách s tloušťkou vrstvy betonu 200 mm a více členit tyto betonové vrstvy do dilatačních celků po 6 m. Podle tab.45 [4] pro slabě vyztužené betony v nechráněné pozici lze dilatační celky prodloužit až na 12 m. Povinnost provést dilatační spáry v monoliticky betonových konstrukcích podlah by měla být respektována v projektové dokumentaci a samozřejmě prováděcí firma by měla znát normy pro navrhování konstrukcí a podle jejich znění se řídit, i kdyby projektant na rozmístění dilatačních spár "zapomněl". Uvedený vznik trhlin v podlaze garáží je především důsledkem vady projektu, tak ale také i technologické nekázně prováděcí stavební firmy.
V garážích tedy došlo k vytvoření podélných i příčných trhlin, které nahrazují funkci dilatačních spár. V podélném směru se trhliny vyskytují ve středním pruhu a v blízkosti podélných stěn budovy. Na celkovou šířku podlaží 16,5 m se tedy vyskytují 2 až 3 podélné řady trhlin. Příčné trhliny se vyskytují přibližně v každém poli mezi sloupy budovy, tedy po cca 5,4 až 6 m. Z uvedeného porovnání skutečně vytvořených dilatačních trhlin je zřejmé, že požadavek normy [4] na provádění dilatačních spár je oprávněný.
Obr.2 Podélná trhlina ve středním pruhu
Sanace byla provedena po 4 letech od výstavby proříznutím dilatačních podle požadavků normy [4], zpravidla v místech, kde se tyto trhliny již vytvořily. Stávající nepravidelné trhliny, které již v podlaze vznikly, byly rozbroušeny na šířku několika mm a vyplněny poddajným plastickým tmelem.
Obr.3 Příčná trhlina přes střední a krajní pruh
3. Podzemní garáže administrativní budovy
Několikapodlažní podzemní garáže mají monolitické železobetonové stropní desky, které jsou podepřeny v příčném směru po obvodu na šířku 15,95 m obvodovými železobetonovými stěnami a vnitřními sloupy s příčnými roztečemi mezi stěnami 3,25 + 8,1 + 4,6 m a v podélném směru s roztečí 8,1 m. I zde pro parkování jsou vyhrazeny krajní pruhy.
Stropní deska má tloušťku 250 mm a je navržena z betonu B30 a vyztužena ocelí řady R, v poli výztuží 5 Ø R12 mm/m v obou směrech a při obou površích, krytí krajní řady výztuže je uvažováno 20 mm. V místě nad sloupy je stropní deska při horním povrchu dovyztužena přídavnými příložkami 4 Ø R14 mm v obou směrech.
Projektant uvažoval při návrhu stropních desek stálé zatížení od vlastní tíhy konstrukce se součinitelem zatížení 1,10, dále ostatní stálé rovnoměrné spojité zatížení 0,5 kN/m2 se součinitelem zatížení γf = 1,3 a rovnoměrné spojité (variantně i šachovnicovitě rozdělené) užitné zatížení v garážích 2,5 kN/m2 se součinitelem zatížení γf = 1,2 (vše podle ČSN 73 0035 [3]).
Ve skutečnosti může být zatížení stropních desek ještě vyšší, neboť projektant neuvažoval teplotní vlivy a smršťování betonu. Dalším nedostatkem projektu byla skutečnost, že podlahy garáží jsou provedeny ve spádu bez vhodného odvodnění. Podle správce objektu se v zimním období v některých částech podlaží vytvářejí kaluže vody z roztátého sněhu, které jsou hluboké až osm centimetrů a přitěžují konstrukci stropů; ani tento vliv nebyl projekčně zohledněn.
Obr.4 Trhlina ve stropu v příčném směru mezi sloupy (trhlina na spodu desky podlepena)
Při přepočtu konstrukce stropní desky v poli mezi sloupy je pro kombinaci stálého a užitného zatížení požadovaná výztuž při dolním povrchu (nejblíže povrchu v příčném směru) maximálně 422 mm2. Při dolním povrchu (ve směru podélném) maximálně 581 mm2. Podle projektu je dolní výztuž 5 Ø R12 mm/m v příčném i v podélném směru, tedy plocha zabudované výztuže je 565 mm2. Při porovnání s požadovanou plochou výztuže je zřejmé, že výztuž podle projektu je i pro použitou kombinaci stálého a užitného zatížení (bez uvážení dalších možných zatížení) v podélném směru při dolním povrchu nedostatečná.
Při posuzování požadované výztuže byla zohledněna plocha průřezů sloupů. Požadovaná výztuž v příčném i podélném směru při horním povrchu by měla být v rozmezí 1600 až 1800 mm2. Podle projektu je horní výztuž pouze 5 Ø R12 mm/m + 4 Ø R14 mm v obou směrech, tedy plocha zabudované výztuže je 1181 mm2. Z porovnání provedené a požadované plochy výztuže je zřejmé, že výztuž podle projektu je pro kombinaci stálého a užitného zatížení v příčném i podélném směr na ohybové účinky zatížení výrazně poddimenzována.
Obr.5 Diagonální trhlina ve stropu (trhlina na spodu desky podlepena)
Protože příčinou vzniku trhlin je poddimenzování výztuže ve stropních deskách, nejsou trhliny ve stropech opravitelné pouhým zainjektováním. Tyto trhliny se při navýšení zatížení mohou opakovaně otevírat a umožnit průsaky srážkové vody skrz stropní konstrukci. Řešením je zřejmě ztužení stropu vhodnou laminací. To je však finančně náročné a tak je otázka zda sanovat, nebo nikoliv, tak rozsáhlou několikapodlažní garážovou konstrukci.
4. Závěr
Návrh a provádění deskových konstrukcí garážových podlaží bývá často podceňováno. Dilatační spáry se obvykle volí odhadem, nebo se vůbec neprovádí. Obdobně je to s výztuží stropních desek. Zpravidla se výztuž odhadne podle zkušenosti - jedná se přeci o křížem vyztuženou desku, která unese "všecko". V projektu takové konstrukce obvykle chybí podrobnější výpočet, ocenění vlivu teplot, dotvarování betonu, vlivu různých vlastností stěrek nebo vyrovnávacích betonů. Na příkladu garáží v administrativní budově bylo zapomenuto i na odvodnění. Všechny tyto vlivy se pak mohou promítnout i do poddimenzování konstrukce, jejíž oprava je zpravidla značně finančně náročná a způsobuje nepříjemnosti jak investorům, tak, stavební firmě a následně i uživatelům garáží a v konečném dopadu je nepříjemná i pro projektanta. I z tohoto důvodu byl vybraným případům návrhů a provádění garážových desek věnován tento příspěvek.
Obr.6 Trhlina v podlaze v příčném směru
Poděkování
Práce na této problematice byla podporována grantovým projektem GAČR 103/08/0859 "Odezva konstrukci při statických a dynamických zatíženích působených přírodní a lidskou činností". Autoři si dovoluji touto cestou vyslovit grantové agentuře za její podporu svůj dík.
Literatura
[1] ČSN EN 1990 (73 0002): Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí.
[2] ČSN EN 1992-1-1 (73 1201): Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí, Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby.
[3] ČSN 73 0035: Zatížení stavebních konstrukcí.
[4] ČSN 73 1201: Navrhování betonových konstrukcí.
[5] Makovička, D., Šmejkal, J.: Zkušenosti se smykovou výztuží v železobetonových stropních deskách, In: Betonářské dny 1999, VII. konference, s. 209-212, Česká společnost pro beton a zdivo, Pardubice, 1999.
[6] Makovička, D., Makovička, D.: Statické problémy odezvy betonových podlah na podkladní konstrukci , In: Podlahy 2006, Česká zemědělská univerzita v Praze, 2006, s.167-175.
[7] Makovička, D., Makovička, D.: Příčiny poruch podlah bytových prostor, In: Podlahy 2008, Betonconsult s.r.o., Praha, 2008, 25.-26.09.2008 s.155-160.
[8] Makovička, D., Makovička, D.: Příčiny poruch podlah bytových prostor, Materiály pro stavbu 2009, č.8, roč.XV (2009), s.43-46, s.155-160.
The aim of this article is to show the problematic of designing floor structures for the garages of buildings. This structures often get damaged and cracks allow water seepage, which limits their use and durability. A common reason for these cracks are the inadequate spacing of expansion joints or the lack of reinforcement of these structures. As example, the character of the damages in two structures is shown and the causes that led to it are analysed.