Plošné zakládání při rekonstrukcích a výstavbách objektů v prolukách

1. Úvod

Při zásadních adaptacích stávajících objektů v řadové zástavbě a při výstavbě v prolukách je jedním z rozhodujících faktorů, ovlivňujících výsledný nosný systém stavby, způsob založení nosných prvků. U rozsáhlejších staveb se zpravidla přistupuje k hlubinnému založení, drobnější stavby se zakládají plošně.

U stávajících konstrukcí se vlivem adaptačních změn mnohdy zvyšuje namáhání základové spáry a dochází tak k překročení únosnosti za současného zvýšeného sedání. V obou uvedených případech jsou v prolukách ovlivněny jakoukoli činností i přilehlé sousední objekty, u kterých může dojít k nežádoucím projevům v podobě poklesů štítových stěn nebo jejich částí, zpravidla rohů. Nerovnoměrné poklesy mají za následek zejména vznik trhlin ve zdivu a trhliny a zešikmení podlah.

2. Změny v podloží

Obrázek 1.: Ovlivnění podloží aktivním klínem pod základy

Při návrhu založení je tedy kladen velký důraz na minimalizaci ovlivnění podloží pod sousedními objekty. Jedním z hlavních faktorů, které mohou způsobit změny v nejbližším okolí zřizovaného plošného nebo rozšiřovaného základu, je jeho velikost. Čím je základ rozměrnější, tím dochází k ovlivnění zeminy do větší hloubky. Pod vlastním základem vzniká tzv. aktivní klín, který vyvozuje do vodorovného směru značné síly. Klín tedy vytlačuje zeminu do pasivní oblasti a dochází tak k poklesům základů – Obrázek 1.

Uvedený stav může způsobit vznik poruch stávajících objektů během odstraňování původní stavby a během výkopových prací při nové výstavbě. Během přitěžování základové spáry novostavbou naopak dochází k jejímu sedání, přičemž přilehlý původní základ je do jisté míry spoluunášen a také sedá. To může vést k dalšímu rozvoji poruch přilehlých konstrukcí.

Aby se maximálně omezila interakce mezi původními a nově zřizovanými objekty, doporučuje se v případě plošného zakládání orientovat základové pasy kolmo ke štítovým stěnám sousedních objektů. Pokud to není možné, pak se doporučuje odsazení nově zřizovaného základového pasu od současných základů a konzolové přesazení ŽB desky, nebo kolmo orientovaných pasů – viz příklady.

3. Postup při výstavbě

Při vlastním provádění je nutné vyvarovat se zejména: obnažení sousedních základů v delším úseku, umožnění přístupu vody do podloží pod sousední základy a odkopání zeminy pod základovou spáru sousedních základů. Zesilují-li se základy pod stávajícím objektem, postupuje se zpravidla po částech délky cca 1,0–1,5 m vždy ob jeden úsek, respektive zesilovaný základ se rozdělí na sudé liché úseky. V první fázi se podkopou například liché úseky na nově požadovanou šířku. Následně se do zeminy v sudých úsecích vloží podélná výztuž na délku odpovídající kotevní délce, tak aby její zbývající část bylo možné provázat v lichém (vykopaném úseku). Do zeminy lze výztuž přímo zatlouct, případně předvrtat otvory a do nich výztuž vložit. Po osazení výztuže a řádném provázání se liché úseky zabetonují. Před betonáží se doporučuje ještě vložit do spáry mezi podkopaným zdivem a novým ŽB pasem hydroizolaci. Horní líc nově zřizovaného pasu se navrhuje ve svislém směru s přesahem přes nejspodnější řádek zdiva, aby došlo vlivem hydrostatického tlaku k odvzdušnění (u zdiva větších tloušťek se použijí například odvzdušňovací trubičky). Při nezajištění řádného dotlačení betonu k ložné spáře pod posledním řádkem zdiva hrozí vznik významných poruch nosné konstrukci. Postup je naznačen na Obrázcích 2 a 3.

Obrázek 2.: Postupná betonáž při zesilování stávajících základů pod nosným zdivem

Obrázek 3.: Příčný řez rozšiřovaným základem z Obrázku 2

4. Příklady realizací

Řadový dům v Obřanech

Obrázek 4: Uložení středových vaznic na dostavované štítové stěny

Při provádění nástavby u rodinného řadového domu o dvou nadzemních podlažích byl pootočen nosný systém krovu o 90 ° oproti původní konstrukci. Celý krov je vynášen dvojicí středových vaznic, podepřených pouze štítovými stěnami (Obrázek 4), které byly taktéž zvýšeny o jedno podlaží. Vzhledem k zásadnímu přitížení základové spáry pod štítovou stěnou, došlo k výraznému sedání celé stěny za současného unášení přilehlé štítové stěny sousedního objektu. V důsledku sedání se vytvořily šikmo orientované trhliny ve stěnách, rovnoběžných s uliční čárou, a to u rekonstruovaného i sousedního objektu. V chodbě za vstupními dveřmi sousedního objektu navíc došlo k poklesu podlahy přibližně o 10 mm.

Obrázek 5.: Celkový pohled na rekonstrukovaný objekt, vyznačena štítová stěna s nutností zesílení základů

Obrázek 6.: Celkový pohled na rozšířený základ v chodbovém traktu. Šipka ukazuje na novou ŽB část základů.

Při přepočtu bylo zjištěno výrazné překročení únosnosti základové půdy. Proto bylo navrženo statické zajištění v podobě rozšíření stávajícího základu. Vlastní provádění bylo navrženo v souladu s postupem uvedeným v 3. kapitole a dle schémat na Obrázcích 2 a 3. Po celé délce chodbového traktu se zhotovil nový ŽB pas, přičemž stěna byla rozdělena na sudé a liché úseky a dále na přední a zadní část. Vzhledem k přetížení základové spáry se provedl výkop lichých úseků pouze do poloviny délky, po betonáži následovalo vykopání a betonáž sudých úseků a teprve poté se práce přesunuly na druhou část stěny. Rozšířený základ je patrný na Obrázku 6.

Polyfunkční dům v Žabovřeskách

Nový polyfunkční třípodlažní dům provozně navazuje na stávající objekt (znázorněn šrafováním vlevo na Obrázku 7) a současně přiléhá k sousednímu objektu téměř na celou svou délku. Protože je 1. NP u nového objektu určeno jako otevřený prostor pro parkování vozidel, svislé nosné prvky sestávají pouze z dvojice kruhových sloupů v místech křížení širokých příčných pasů a podélného pasu, stěnového pilíře v pravém dolním rohu pod terasou a ŽB stěny, umístěné po celé délce obou sousedních objektů.

Obrázek 7.: Půdorys nového objektu v proluce s vyznačeným konzolovým vyložením ŽB desky

Vzhledem k velikosti zatížení od nosné stěny podél sousedního objektu, působícího v těsné blízkosti původního zdiva a předpokládané hloubce založení sousedního objektu, byl navržen odsazený základový pas s konzolově vyloženou ŽB deskou (tvar viz řez A-A vlevo a řez B-B vpravo).

Kroucení základového pasu brání kolmo orientované pasy, jejichž nadzvednutí je bráněno reakcemi od sloupů ve spodní části. Během výstavby měly být zhotoveny nejprve svislé pasy, poté ve fázích podélný pas, tak aby nikdy nedošlo k obnažení původních základů v delším úseku než cca 2,0 m (Obrázek 8 a 9).

Obrázek 8.: Celkový pohled na staveniště v době provádění výkopových prací

Obrázek 9.: Detail armokoše v místě navazujícího sousedního objektu

Polyfunkční dům na Palackého třídě

V rámci projektových příprav měl být starý cihlový dům (Obrázek 10) s jedním nadzemním a jedním podzemním podlažím, přestavěn na 5podlažní (později 6podlažní) polyfunkční objekt s malometrážními studentskými byty ve vyšších podlažích. Nosné zdivo původního objektu mělo být zachováno, pouze by se rozšířily základy dle požadavku na únosnost, v zadním traktu v místě původního dvorku by pak navazovaly základy nové (Obrázek 11).

Obrázek 10.: Celkový pohled na původní objekt z dvorního traktu před zahájením prací

Obrázek 11.: Provádění výkopových prací v interiéru pro dodatečně zřizované základové pasy

Po odstranění veškerých nenosných konstrukcí se zhotovily v režimu sudých a lichých fází nové základové pasy pod štítovými stěnami a dále pod nosným zdivem, orientovaným rovnoběžně s komunikací. Navíc bylo předepsáno, s ohledem na výšku sousedních objektů, postupovat vždy po jednom maximálně 1,5 m dlouhém úseku, který byl po vložení výztuže okamžitě vybetonován a teprve po jeho vytvrdnutí se postupovalo na dalším obkročném úseku (Obrázek 13). V mezidobí se pracovalo na opačné straně a případně na kolmých pasech. Během dalších bouracích a stavebních prací však byly zjištěny značné poruchy v původním zdivu, které bylo nutné nahradit novou vyzdívkou.

Obrázek 12: Půdorysné zobrazení celých základů, zhotovovaných v několika fázích a obdobích

Na základě celkového přehodnocení stavu bylo rozhodnuto odstranit celou stavbu a ponechat pouze již zhotovené ŽB základové pasy. Přestože se tak nabízelo podstatně vhodnější dispoziční řešení, bylo nutné respektovat již zhotovené základy, a proto se tyto pouze doplnily o soustavu dalších rovnoběžných pasů, při zachování původní koncepce (Obr. 12). U tohoto objektu jsou nosné stěny orientovány kolmo k štítovým stěnám sousedních objektů, rovnoběžný pas pak nese pouze vlastní tíhu štítové stěny. V průjezdu je rovnoběžný základový pas zatížen vlastní tíhou zdiva z dutinových tvárnic a v horních podlažích z plynosilikátových tvárnic a dále příslušnou částí stropní konstrukce nad půdorysem průjezdu (Obrázek 14). Ke snížení napětí v základové spáře pod podélným pasem přispíval i současně zhotovený ŽB klín v průjezdu, umožňující vjezd z ulice do podzemních garáží ve dvorním traktu. Vlastní výstavba horních podlaží probíhala až po zhotovení tohoto klínu.

Obrázek 13.: Detail jednoho úseku během provádění 1. fáze pod vnitřní nosnou stěnou

Obrázek 14.: Celkový pohled na novou výstavbu po odstranění původního zdiva

Poděkování

Článek byl vytvořen v rámci řešení projektu č. LO1408 „AdMaS UP – Pokročilé stavební materiály, konstrukce a technologie“ podporovaného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu „Národní program udržitelnosti I“.

Literatura

1. MENCL, V.: Mechanika zemin a skalních hornin. Academia Praha, 1966
2. VANĚK, T.: Rekonstrukce staveb. SNTL, Praha 1989.
3. BAŽANT Z., KLUSÁČEK L.: Statika při rekonstrukcích. CERM s.r.o. Brno, 01/2015,.
4. KOS, J.: Rekonstrukce staveb. CERM s.r.o. Brno, 1999.