Základy historických budov

Transkript

1 Základy historických budov románské stavby - Základové zdivo tvořené pouhou rovnaninou lomového kamene, popř. kamenným zdivem s hliněným pojivem (pozůstatky baziliky v Teplicích), v některých případech na maltu vápennou (rotunda sv. Kateřiny ve Znojmu) bylo provedeno do základové rýhy šířky 1,5 m až 2,5 m a hloubky např. 1,2 m (pozůstatky klášterní baziliky benediktek v Teplicích, zničena 1421 husity). - Koruna základového zdiva na úrovni terénu byla obvykle pevně tmelena vápennou maltou a urovnána nebo také často překryta břidlicovými deskami, které tvořily izolační vrstvu a podklad pro nadzemní zdivo (bazilika v Teplicích, románský klášter na Strahově). - Geologicky rozdílné podloží bylo na některých románských stavbách vyrovnáno vrstvami větších říčních valounů. - Dřevěné stavby v období 9. až poloviny 12. století byly nejčastěji zakládány na nízkých dřevěných roštech, krátkých ručně zarážených pilotách, na mělkých základech tvořených kamennou rovnaninou a štěrkopískových vrstvách. - Od 12. století převažují základové pásy, zpravidla s větší šířkou než mělo nadzemní zdivo. V místech méně únosné zeminy byly ve zděných pásech prováděny odlehčující oblouky (vydutí pásu), zmenšení výšky pásu (odskok základové spáry) apod. V základových pásech lze nalézt pečlivě provedené kvádrové zdivo na vápennou maltu, rovnaninu na hliněnou maltu, popř. na sucho, zarážené kameny, krátké piloty nejčastěji olšové apod. - Náročnější stavby (např. kláštery) byly zakládány na pilotách přenášejících převážnou část zatížení třením na plášti, na jejichž zhlaví byl proveden rošt z kulatin, hranolů, popř. fošen. - Častým případem bylo doplnění těchto dřevěných pilotových základů důmyslným zavodňovacím systémem štol, který umožňoval udržet trvalou výšku hladiny spodní vody nad dřevěnými základy

2 Poruchy a sanace základových konstrukcí a nosných zděných konstrukcí gotické stavby - Základy z lomového kamene ztužené pilíři a nárožím z velkých kamenných kvádrů. Základy chrámu sv. Víta na Pražském hradě mají hloubku větší než 2 m. - Vedle kamenných rovnanin a kamenného základového zdiva se používalo také zakládání na dřevěném roštu uloženém na pilotách, zakládaní na zděných studních a pásech. - Jako izolace se používalo vrstvy jílu tl. 50 až 70 mm. - Základy významných gotických staveb, např. bazilik, jsou v některých případech tvořeny velkými žulovými kameny pokládanými těsně vedle sebe. - pásy historických zděných staveb mají na rozdíl od nadzemního zdiva neupravený líc, odlišují se od zdiva nad terénem charakterem svého povrchu. Prováděly se prostým vhazováním kamene a malty do připravených výkopů zpravidla v dostatečné nezámrzné hloubce. Renesance a pozdější období - Základové pásy z kamenného zdiva na maltu vápennou. - Zděné pilíře, na nichž jsou uloženy klenuté valené pásy. - V méně únosných zeminách - piloty dubové, olšové zarážené hustě vedle sebe s mezerami vyplněnými kameny byly používány ve stavbách, kde bylo obtížné dosáhnout únosné (rostlé) zeminy, přičemž hladina spodní vody nesměla klesnout pod horní líc zhlaví pilot. V některých případech byl na pilotách proveden dřevěný rošt pro založení zdiva.

3 Poruchy a sanace základových konstrukcí a nosných zděných konstrukcí Nejrozšířenějším způsobem zakládání zděných budov od poloviny 19. století na zeminách jemnozrnných (tuhých až tvrdých), zeminách písčitých a zeminách štěrkovitých jsou zděné základové pásy z lomového kamene, ze smíšeného, popř. cihelného zdiva, v pozdější době betonové prokládané kamenem a betonové. V běžných, popř. částečně ztížených základových podmínkách se můžeme setkat s různým řešením základových pásů. s tzv. zhuštěním méně únosné základové půdy pomocí zaberaněných dřevěných pilot průměru 150 až 200 mm, délky 1,5 až 2,5 m, provedených hustě vedle sebe až pod nejnižší hladinu spodní vody. V některých případech bylo namísto dřevěných pilot použito ostrých kamenů zarážených do základové zeminy a prokládaných štěrkem o celkové výšce nejméně 1 m (tímto způsobem byly zakládány např. některé budovy v Benátkách);

4 Poruchy a sanace základových konstrukcí a nosných zděných konstrukcí se stupňovitým rozšířením základů (poměr vyložení stupně k výšce stupně byl 1 : 2) provedených z kamenného, smíšeného nebo cihelného zdiva, později z betonu; s rozšířením základů štěrkopískovým hutněným násypem výšky 1 až 2 m, přesahujícím na každé straně tloušťku nadzákladového zdiva nejméně o 0,6 m. Používal se ostrohranný hrubý písek ukládaný ve vrstvách tlustých 150 až 300 mm, při provádění prolévaný, válcovaný nebo pěchovaný. Únosnost potom byla předpokládaná 0,2-0,3 MPa. Nesmělo být použito v podmínkách, kde hrozí podemílání, nebo odplavování písku (proudící spodní voda). V takovém případě, ale za předpokladu ustálené hladiny podzemní vody, byly boky pískového násypu opatřeny štětovými stěnami z fošen umístěných min. 300 mm pod hladinou podzemní vody;

5 Poruchy a sanace základových konstrukcí a nosných zděných konstrukcí s násypem kamene o výšce cca 1,5 m s vyplněnými mezerami pískem, který se používal v případě, kdy se v blízkosti základové spáry vyskytovala spodní voda; s podkladní vrstvou (pásem) betonu o tloušťce 0,50 m až 1 m;

6 Poruchy a sanace základových konstrukcí a nosných zděných konstrukcí s ležatým dřevěným roštem, provedeným nejméně 300 mm pod nejnižší hladinou spodní vody (minimálně dvě vrstvy trámců, vyklínované lomovým kamenem). Tyto rošty mohly být fošnové, nebo trámové. Fošnový rošt sestával ze dvou vrstev fošen tl. 70 až 100 mm, kladených ve dvou směrech. V křížení byly fošny spojeny dřevěnými hřeby. Používaly se hlavně při zakládání na písky. Trámový rošt se prováděl z borových trámů širokých 200 až 250 mm a vysokých 240 až 300 mm. Rošt byl dvouvrstvý, vzdálenost trámů 0,6 až 0,8 m. Podle směru kladení dolní vrstvy byl rošt buď podélný, nebo příčný. Spoje v křížení trámů byly prováděny buď na kamp nebo pomocí dřevěných hřebů. Mezery mezi trámy se vyplňovaly lomovým kamenem nebo betonem. Na vrchní vrstvu byla osazena dřevěná podlaha tl. 50 až 120 mm. Při nebezpečí podemletí byl rošt chráněn z boků štětovými dřevěnými stěnami;

7 Poruchy a sanace základových konstrukcí a nosných zděných konstrukcí základový pás - zahuštění základové zeminy ostrými kameny, dvoustupňová patka z prostého betonu, spřažení základových pásů obrácenými zděnými klenbami

8 Historické pilotové a roštové základy

9 Zakládání na studních a pilířích

10 Příčiny porušení: Nedostatečná hloubka založení (dlouhodobé stlačování základové zeminy, promáčení zákl. spáry, promrzání základové spáry) Prohloubení základové spáry

11 Příčiny porušení: Nedostatečná hloubka založení (dlouhodobé stlačování základové zeminy, promáčení zákl. spáry, promrzání základové spáry) podchycení základů mikropilotami Založení do nezámrzné hloubky mikropiloty

12 Příčiny porušení: Nedostatečná hloubka založení (dlouhodobé stlačování základové zeminy, promáčení zákl. spáry, promrzání základové spáry) Sanační opatření: Založení do nezámrzné hloubky trysková injektáž Schéma provádění tryskové injektáže

13 Trysková injektáž

14 Pažení stavební jámy a podchycení stávajícího základu sloupy tryskové injektáže

15 Dodatečné provádění zedních kleštin - sepnutí zdiva

16 Méně používané metody sanace základů staveb komplexní metoda rekonstrukční podchycení základů vtlačovanými pilotami (Franki mega) zvýšení únosnosti vrtanými štěrkopískovými pilotami

17 Vhodnost použití různých injekčních směsí (podle Cambeforta) Regologické zařazení druhy směsí použití koeficient filtrace k (ms -1 ) Specifická plocha zrn S (cm 2 g -1 ) Suspenze (Binghamovy kapaliny) Roztoky (newtonské kapaliny) nestabilní stabilní koloidní roztoky čisté roztoky (evoluční) (neevoluční) chemické směsi cement cement odvločkovaný křemičitan jíl sodný (betonit bentonit tvrdý měkký gel gel pukliny a aluviální náplavy jemné trhliny převládá hrubé písek písek hlinité v hornině štěrk písky středně hlinité písky a ve zdivu písky Plynné emelze rozpínání směsi organické 3) pryskyřice 4) na bázi cementu organické dutiny dutiny s produkcí vodou

18 Poruchy nosných zděných konstrukcí založených ve složitých základových poměrech

19 Poruchy zděných budov způsobené změnou tvaru základové spáry

20 Poruchy nosných zděných konstrukcí založených ve složitých základových poměrech

21 Poruchy nosných zděných konstrukcí způsobené narušením funkce základových konstrukcí

22 Poruchy při dostavbě proluk a přístaveb

23 Historical development of Charles Bridge Staré Město Malá Strana Foundation of bridge piers (documentation of 1900) bridge parts damaged during the floods c b a a b a...založení na kesonech b...kesonové věnce c...původní založení

24 Collapse of part of Charles Bridges during the flood of 1890

25 Založení nových mostních pilířů Karlova mostu po povodni v roce 1892

26 Zabezpečení základů mostních pilířů kesonovou obezdívkou

27 Naklánění věže v Pisse

28 Stabilizace věže v Pisse

29 Stabilizace sedání katedrály metodou vytěžování zeminy (vytěžovací šachta s radiálně uspořádanými vytěžovacími otvory a vytěžovacími trubkami)