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. Stavební činnost a zatížení novými konstrukcemi mohou mít významný vliv na stávající konstrukce, což ilustrují příklady v tomto článku.
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 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.
Změny v podloží
Při návrhu založení tedy musí být kladen velký důraz na minimalizaci ovlivnění podloží pod sousedními objekty. Jedním z hlavních faktorů, které mohou způsobit změny v nejbližším okolí zřizovaného plošného základu nebo základu rozšiřovaného, je jeho velikost. Čím je základ rozměrnější, tím větší je hloubka, v níž dochází k ovlivnění zeminy. 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 (obr. 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).
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 a 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 je možné 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 v nosné konstrukci. Postup je naznačen na obrázcích 2 a 3.
Příklady realizací
Řadový dům v Obřanech
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 (obr. 6), 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.
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 výše 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 obr. 5.
Polyfunkční dům v Žabovřeskách
Nový polyfunkční třípodlažní dům provozně navazuje na stávající objekt (znázorněn šrafováním vlevo na obr. 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 svislých pasů a spodního podélného pasu, stěnového pilíře v pravém dolním rohu pod terasou a ŽB stěny, umístěné po celé délce obou sousedních objektů.
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 (obr. 8 a 9).
Polyfunkční dům na Palackého třídě
V rámci projektových příprav měl být starý cihlový dům (obr. 11) s jedním nadzemním a jedním podzemním podlažím přestavěn na pětipodlažní (později na šestipodlažní) 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 (obr. 12).
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 s ohledem na výšku sousedních objektů předepsáno postupovat vždy po jednom úseku dlouhém maximálně 1,5 m, který byl po vložení výztuže okamžitě vybetonován a teprve po jeho vytvrdnutí se postupovalo na dalším obkročném úseku (obr. 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.
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. 10). 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 (obr. 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.
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.
JIŘÍ STRNAD
foto archiv autora
Literatura:
1) MENCL, V. Mechanika zemin a skalních hornin. Academia Praha, 1966.
2) VANĚK, T. Rekonstrukce staveb. Praha: SNTL, 1989.
3) BAŽANT, Z., L. KLUSÁČEK Statika při rekonstrukcích. Brno: CERM, s. r. o., 1/2015.
4) KOS, J. Rekonstrukce staveb. Brno: CERM, s. r. o., 1999.
Ing. Jiří Strnad, Ph.D., (*1979)
absolvoval Stavební fakultu na VUT v Brně, obor konstrukce a dopravní stavby. Pracuje v Ústavu betonových a zděných konstrukcí Fakulty stavební VUT v Brně. Specializuje se na statiku při rekonstrukcích objektů.
