Zděné stavby na povodňovém území (3. část)
Foto ilustrační: Pexels
Třetí část cyklu článků o problematice zděných staveb situovaných na povodňovém území pojednává o možnostech sanace vlhkého zdiva příček po zásahu vodou z povodňové vlny. Dále o problematice podzemních konstrukcí a povodňového území, které je zároveň poddolovaným územím. Závěr třetí části patří úvodu do problematiky zatížení objektů při průchodu povodňové vlny.
3.2.2 Vlhké zdivo příček
Výše popsaný postup sanace vlhkého zdiva zasaženého povodňovou vlnou platí, samozřejmě, jak pro nosné zdi, tak pro příčky. V případě příček se však nabízejí dvě možnosti:
- Sanace výše popsaným způsobem.
- Vybourání vlhké příčky a její nahrazení příčkou nově vyzděnou.
V případě nutnosti otlučení omítek a s ohledem na poměrně vysoké finanční náklady, které je nutno vynaložit na 1 m2 zdiva při realizaci sanačních omítek z obou stran, zejména pokud došlo k zasažení příčky povodňovou vlnou do vyšší úrovně, nebo dokonce po celé její výšce (případně s předchozí aplikací vysoušení horkým vzduchem, nebo mikrovlnného vysoušení), je nutno vždy předem zvážit ekonomické hledisko a vybrat levnější ze dvou výše uvedených variant. U objektů, které jsou na seznamu kulturních památek, bude hrát prvořadou roli historická hodnota zdiva.
Zásadní roli při rozhodování zde ovšem hraje hledisko statické. Pokud se jedná skutečně o příčku v pravém smyslu slova, která má pouze dělicí funkci a nemá žádnou statickou funkci, pak zde její vybourání nebude žádným velkým problémem. Avšak u stávajících zděných objektů je možno se velmi často setkat se situací, kdy tzv. „příčka“ má funkci statickou. To znamená, že například:
- Zeď o tl. 150 mm nese zdivo o stejné tloušťce z vyššího podlaží,
- Na zdi o tl. 150 mm je uložena stropní konstrukce.
Proto je vždy nezbytně nutné před rozhodnutím o vybourání příčky (nebo zdánlivé „příčky“) zjistit, jak je tato konstrukčně tvořena a jak staticky působí. Opomenutí této skutečnosti může mít za následek havárii konstrukce.
3.2.3 Sanace vlhkého zdiva, jehož nadměrná vlhkost je způsobena další příčinou již v období před příchodem povodňové vlny
Obr. 3.6: Vzlínání vody z podloží
Pokud je příčinou zvýšené vlhkosti zdiva kromě povodňové vlny ještě jiná okolnost – např. voda vzlínající z podloží objektu (viz obr. 3.6), povrchová kondenzace vodní páry, srážková voda apod., pak je nutno sanaci takto zavlhlého zdiva řešit komplexně s ohledem na další konkrétní příčiny jeho zvýšené vlhkosti v souladu s ČSN P 73 0610 [7].
Po provedení sanace vlhkého zdiva musí být vlastníci a uživatelé objektu prokazatelně seznámeni se zákazem jakéhokoliv svévolného zásahu do sanačního systému.
V souladu s kap. 2.2 je vhodné dodatečné provedení svislé a vodorovné izolace proti tlakové vodě, a to do úrovně 300 mm nad výšku hladiny povodňové vlny.
Po zásahu objektu povodňovou vlnou je nutno provést revizi stávajících komínových těles v souladu s ustanovením § 3, odst. 1, písm. f) Vyhlášky č. 34/2016 Sb. [86]. Na základě výsledku revize se navrhne další postup (například oprava či rekonstrukce komína).
Pokud by oprava či rekonstrukce stávajícího komína byla příliš nákladná, zvláště pokud je na objektu nutná u více komínových těles o velkých výškách, pak se může jevit mnohem úspornější náhrada stávajícího systému vytápění za jiný – například vytápění elektrickým proudem, zřízení plynové kotelny v půdním prostoru nebo nad střechou budovy, připojením objektu na centrální výtopnu nebo na dálkový rozvod tepla apod. Předem je však nutno provést řádnou ekonomickou kalkulaci. A to nejen nákladů na rekonstrukci komínů, ale také provozních nákladů při zavedení nového způsobu vytápění. To proto, že zavedením nového způsobu vytápění může dojít k situaci, že provozní náklady na nový způsob vytápění v krátkém čase převýší hodnotu úspor, kterých bylo dosaženo změnou způsobu vytápění.
4. Podzemní konstrukce
Obr. 4.1: Princip výškového osazení podzemních nádrží a šachet
Veškeré podzemní konstrukce (nádrže, jímky, žumpy, malé domovní čistírny odpadních vod apod.) je třeba výškově umístit tak, aby horní povrch jejich stropu byl alespoň 300 mm nad úrovní hladiny povodňové vlny (viz obr. 4.1). Nelze-li toto ustanovení dodržet, pak musí být opatřeny vodotěsnými poklopy. Situačně je nutno uvedené konstrukce umístit ve vzdálenosti alespoň 2 m od vnějšího líce stěny objetu. S výjimkou přípojného potrubí nesmí být žádným způsobem spojeny s objektem. Stěny a dno musí být vodotěsné, doporučuje se použití vodostavebného betonu. Nedoporučuje se navrhovat nádrže z plastických hmot (z důvodu nebezpečí nadzvednutí, resp. vyplavení).
Veškeré podzemní i nadzemní konstrukce musí být posouzeny na vyplavení vodou o výšce hladiny povodňové vlny tak, jak je následně uvedeno v kap. 6.2.
5. Povodňové území na území poddolovaném
Vznik povodňového území na území poddolovaném může mít obecně dvě příčiny:
- Jako na území nepoddolovaném – v důsledku zvýšené hladiny povodňové vlny.
- Následkem relativního zvýšení hladiny podzemní vody, které je zapříčiněno poklesem terénu v důsledku účinků poddolování. Viz obr. 5.1 až 5.3.
Pokles terénu může také zapříčinit změny v hydrologických podmínkách nejen dotčeného, ale i širšího území. To pak může vést k výrazným změnám v přítokových, průtokových i odtokových podmínkách povrchových toků, k zaplavování území, k ohrožení zdrojů pitné vody, k ohrožení vodních nádrží (přírodních i umělých), ke snížení stability svahů apod.
Při dobývání z menších hloubek vzniká nebezpečí vniknutí vody do vydobytých prostor skrze systém otevřených trhlin, nebo rozvolněné nesoudržné zeminy (např. průvaly ztekucených písků apod.). Pokud je povodňové území zároveň územím poddolovaným ve smyslu ČSN 73 0039 [3], pak je vždy nutno posoudit možnost vniknutí povrchové vody do důlního díla. V případě existence uvedeného rizika je nutno provést příslušná technická opatření, aby možnosti vniknutí povrchové vody do důlního díla bylo zabráněno.
Na základě výše uvedených důvodů bývá často nutné provést hydrologický průzkum, případně vodohospodářskou studii.
Posouzení předpokládaných změn vodního režimu a proudění vody je třeba provést jak ve vztahu ke konkrétnímu objektu, tak také v širších souvislostech pro určité území v konkrétních přírodních a báňských podmínkách.
Podzemní voda, která se v důsledku relativního zvýšení hladiny podzemní vody (viz obr. 5.1 a 5.2) dostane do úrovně spodní stavby či dokonce nad povrch terénu, může na stavební objekty působit negativně několika způsoby – např. podmáčením základů, vzlínáním do suterénního zdiva, zatopením suterénu, hydrostatickým tlakem či zvýšenou agresivitou.
Obr. 5.1: Stav před projevem účinků poddolování
Obr. 5.2: Stav v průběhu účinků poddolování při poklesu terénu (dna poklesové kotliny) o 4,0 m
Obr. 5.3: Pohled na zatopenou poklesovou kotlinu
6. Zatížení stavebních objektů při průchodu povodňové vlny
Na stavební objekty pozemních staveb (bytové, občanského vybavení, průmyslové a zemědělské), dále pak na nadzemní liniové stavby (trubní rozvody, kabelová vedení) a mostní konstrukce, které jsou vystaveny působení povodňové vlny při záplavách, působí zatížení vodním proudem povodňové vlny. Vodní proud může působit na uvedené typy staveb, nebo na jejich jednotlivé části, následujícími způsoby zatížení:
- Nerovnoměrným sednutím základů následkem zamokření základové půdy vodou z povodňové vlny.
- Svislým vztlakem vody z povodňové vlny.
- Hydrostatickým tlakem vodního sloupce o hloubce povodňové vlny h [m].
- Dynamickým tlakem vody z povodňové vlny o hloubce h [m] a rychlosti w [m.s−1].
- Dynamickým účinem plovoucího předmětu o hmotnosti m [kg], unášeného vodou z povodňové vlny rychlostí w [m.s−1].
V důsledku zmíněných statických a dynamických účinků vodního proudu povodňové vlny může dojít k vážným statickým poruchám jednotlivých stavebních konstrukcí, případně také k havárii celých objektů (viz povodně na Moravě v roce 1997 a v roce 2024, resp. v Čechách v roce 2002).
Z tohoto důvodu je vhodné v případě nově projektovaných staveb pozemního charakteru provést jejich výškové osazení nad úroveň hladiny povodňové vlny tak, jak je popsáno např. v [10]. Pokud toto není možné, pak je nutno navrhnout jejich konstrukce tak, aby byly schopné přenést účinky výše zmíněných zatížení. Na účinky zatížení povodňovou vlnou navrhujeme všechny konstrukce, zejména obvodové, které se nacházejí pod úrovní hladiny povodňové vlny, jejíž hloubku h [m] určí správce příslušného vodního toku.
V případě stávajících staveb, které jsou situovány na povodňovém území, je nutno provést posouzení jejich odolnosti z hlediska příslušných zatížení (viz výše body 1–4, příp. také 5). Pokud objekty či jejich jednotlivé konstrukce budou nevyhovující, pak je třeba navrhnout a realizovat patřičná technická opatření, která mohou být z hlediska koncepce v zásadě dvojího charakteru:
- Zabránění, nebo alespoň omezení vlivu zatížení od povodňové vlny na posuzovaný objekt, resp. konstrukci (protipovodňové bariéry, hráze, záchytné sítě apod.).
- Zesílení příslušné konstrukce na požadovanou únosnost.
U každého objektu situovaného na povodňovém území se vždy uplatní zatížení uvedená výše v bodech 1–4. Zatížení dynamickým tlakem vody (viz bod 4) může být v rámci jednoho objektu na různých konstrukcích značně odlišné, a to v závislosti na jejich orientaci ke směru povodňové vlny (viz kap. 6.4).
Zatížení uvedené v bodě 5 se v závislosti na situaci objektu v terénu, okolní zástavbě, vegetaci apod. nemusí u řady objektů uplatnit vůbec. U jiných objektů se uplatní pouze u některých konstrukcí – například jen u jedné či dvou obvodových stěn situovaných kolmo, nebo šikmo na směr povodňové vlny (v závislosti na půdorysném tvaru objektu). Neuplatní se u vnitřních stěn, u obvodových stěn rovnoběžných se směrem povodňové vlny), ani u dalších stěn kolmých na směr povodňové vlny, pokud jsou tyto rovnoběžné se stěnou (resp. se stěnami), které náraz plovoucího předmětu zachytí.
Zatížení vodním proudem z povodňové vlny se považuje za zatížení mimořádné, které se může vyskytnout během předpokládané životnosti objektu pouze výjimečně. Při výpočtu účinků mimořádného zatížení povodňovou vlnou se tedy nepočítá se současným výskytem nahodilých zatížení (sněhem, větrem apod.). Ve výrobních objektech uvažujeme s přerušením výroby, což znamená, že nepočítáme se statickými a dynamickými účinky krátkodobých provozních zatížení (např. od jeřábů, vysokozdvižných vozíků, strojů a zařízení apod.).
6.1 Zatížení nerovnoměrným sednutím základů následkem zamokření základové půdy vodou z povodňové vlny
V důsledku příchodu povodňové vlny dochází k zamokření podloží objektu vodou z povodňové vlny. Následkem toho pak dochází ke změnám geotechnických vlastností základové půdy – snížení hodnoty výpočtové únosnosti základové půdy Rd [MPa], změna výpočtové hodnoty úhlu vnitřního tření φd, atd. Tyto skutečnosti jsou pak příčinou nerovnoměrného sedání základové půdy, což má za následek vznik trhlin v nádzákladovém zdivu. Hodnoty změněných geotechnických vlastností základové půdy, zapříčiněné zvýšenou vlhkostí v důsledku jejího zamokření vodou z povodňové vlny musí být uvedeny v geologickém průzkumu.
Proto u nově projektovaných staveb je nutno navrhnout základy tak, aby zamokření podloží neovlivnilo jejich statické chování. V případě plošných základů to znamená zvolit hloubku založení s ohledem na případnou objemovou nestálost základové půdy vlivem jejího bobtnání či vysýchání. Zároveň je nutno provést návrh plochy základové spáry na sníženou hodnotu výpočtové únosnosti základové půdy Rd [MPa] v důsledku její zvýšené vlhkosti. Dále pak je nutno uvážit vliv nerovnoměrného sedání objektu a nerovnoměrného naklonění tak, aby v případě jejich podmáčení nebyly překročeny mezní hodnoty sednutí.
Pokud není možno založit objekt plošným způsobem, provede se návrh hlubinných základů. Zde je vhodné použít například opřených nebo vetknutých pilot. Použití plovoucích pilot je méně vhodné – je nutno prokázat jejich únosnost v případě poklesu tření na plášti v důsledku zaplavení vodou z povodňové vlny.
Podrobnější pojednání o zakládání objektů na povodňových územích je uvedeno například v [10].
Pokud jde o stávající objekty, je třeba provést posouzení stávajících základových konstrukcí z hlediska účinků povodňové vlny. V případě, že tyto budou shledány jako nevyhovující, provede se návrh a realizace příslušných technických opatření k jejich zajištění – např. rozšíření stávajících základů, případně jejich vzájemné spřažení, dodatečné zlepšení kvality základové půdy, nebo realizace preventivního stažení objektu pomocí ocelových předpjatých lan ve dvou úrovních, a to v úrovni základů a v úrovni stropní konstrukce nad suterénem, resp. prvním nadzemním podlažím. Problematika stažení objektu pomocí ocelových předpjatých lan je podrobně popsána např. v [13].
S ohledem na skutečnost, že se jedná o technická opatření, která jsou často velmi komplikovaná, pracná a finančně nákladná, je nutno pro každý pro každý objekt individuálně uvážit konkrétní rozsah těchto opatření, předpokládané náklady na jejich realizaci (včetně nákladů na projekt, vystěhování objektu, přerušení výroby atd.) a provést jejich porovnání s případnými náklady na odstranění povodňových škod. Teprve na základě takovéto kalkulace se zvolí příslušná varianta.
Zmíněná technická opatření je vhodné provést například v souvislosti s rekonstrukcí či přestavbou objektu, nebo v rámci sanace poruch.
V dalším, posledním díle našeho seriálu dokončíme pojednání o problematice zatížení objektů při průchodu povodňové vlny.Cyklus je vypracován převážně na základě literatury (13) s přepracováním dle námětů recenzenta TZB-info.
Literatura
- Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby.
- Vyhláška č. 146/2024 Sb. o požadavcích na výstavbu.
- ČSN 73 0039 Navrhování objektů na poddolovaném území (2015).
- ČSN 73 1101 Navrhování zděných konstrukcí (1980).
- ČSN P 73 0600 Hydroizolace staveb – Základní ustanovení (2000).
- ČSN P 73 0606 Hydroizolace staveb – Povlakové hydroizolace – Základní ustanovení (2000).
- ČSN P 73 0610 Hydroizolace staveb – Sanace vlhkého zdiva – Základní ustanovení (2000).
- Balík, M. a kol.: Odvlhčování staveb. Grada Publishing, a. s., Praha, 2005. ISBN 80-247-0765-9.
- Loukotka, J.: Vývoj vlhkosti zdiva v některých povodněmi postižených objektech v Českých Budějovicích, oblasti Havlíčkova kolonie. Článek v časopise Tepelná ochrana budov, č. 2/2003.
- Solař, J.: Stavby v povodňových územích. Časopis Tepelná ochrana budov č. 2/2003.
- Směrnice WTA 2-9-04/D Sanační omítkové systémy. Český překlad WTA CZ Praha (2007).
- Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb (2004).
- Solař, J.: Poruchy a rekonstrukce zděných staveb. 2. aktualizované vydání. Grada Publishing, a. s., Praha, 2024. ISBN 978-80-271-5348-8.
- Vyhláška č. 34/2016 Sb. o čištění, kontrole a revizi spalinové cesty.
The third part of the series of articles on the problems of masonry buildings located in flood-prone areas deals with the possibilities of rehabilitation of damp masonry partitions after the water from the flood wave has hit. Furthermore, it deals with the issue of underground structures and the flood area, which is also a submerged area. The third part concludes with an introduction to the issue of loading of buildings during the passage of a flood wave.