Suterénní betonové stěny: Návrh, realizace a řešení problémů

Stěny jsou základním stavebním prvkem téměř každé konstrukce. Závisí na nich ostatní nosné prvky, jako nosníky, desky atd. Při jejich porušení se na konstrukci mohou projevit nadměrné deformace nebo dokonce dojde k jejímu kolapsu. Dle materiálu mohou být stěny ocelové, dřevěné, kompozitní, ale v tomto příspěvku se budeme blíže věnovat stěnám betonovým a jejich využití a návrhu v praxi.

Betonové stěny se vyskytují na téměř každé mostní, pozemní či vodohospodářské konstrukci, kde se dostáváme k otázkám šířky trhlin, deformacím, ztrátě stability či reologickým účinkům, které je nutné podchytit pro zajištění dlouhodobé životnosti a splnění mezních stavů konstrukce. S těmito otázkami nám mohou pomoci betonové aplikace z rodiny IDEA StatiCa.

Návrh a posudek betonových stěn

Stěny v IDEA StatiCa RCS

Díky globálnímu MKP jsme schopni spočítat jakoukoliv konstrukci. Otázka posléze zní, jak interpretovat výsledky analýzy, když už pracujeme s prvky jako je stěna/deskostěna, a jak je posoudit. Většina inženýrů používá předpřipravený excel pro posudky, který si naprogramovali pro nejčastější typy konstrukcí. Ale co když se vyskytne projekt, kde už excel nebude stačit? V takovém případě musí inženýr sáhnout nebo dokoupit software, ve kterém bude schopen zakázku v reálném čase dokončit. Jednou z cest, pokud máme provedenou globální analýzu konstrukce, je posoudit kritické řezy zkopírováním 2D vnitřních sil 1:1 do IDEA StatiCa RCS. Vnitřní síly se dle Baumanovy teorie automaticky přepočítají na dimenzační vnitřní síly s vlivem smykového toku, posléze vložíme výztuž, vybereme normu spolu s národní přílohou a můžeme řezy posoudit. V tomto případě bohužel není možné posoudit stabilitu stěny, tato analýza by měla být provedena v MKP softwaru předtím, než přejdeme k posudkům. Ve stejném duchu postupoval náš zákazník z Velké Británie, který na stěně tvaru kruhové výseče zintegroval vnitřní síly a vytvořil 1D vnitřní síly, které posléze použil v aplikaci RCS, v níž posoudil stěnu jako 1D prvek.

Stěny pomocí BIM

Proč se trápit s přenosem vnitřních sil z globálního MKP pomocí kopírování, když můžeme použít elegantní řešení v podobě propojení přes BIM rozhraní? BIM je jedním z velkých témat posledních let a IDEA StatiCa jde v tomto ohledu příkladem. Proto je možné použít BIM link pro posouzení 2D prvků s globálními softwary jako je Midas Civil a Axis VM. Postup spočívá ve vytvoření globálního MKP modelu, vypočtení deskostěnových/stěnových vnitřních sil a posléze export modelu do rozhraní BIM. V BIM prostředí přecházíme do fáze výběru normy a samotnému posudku mezního stavu únosnosti a použitelnosti. Při úpravě modelu MKP v podobě zatížení nebo geometrie je velice snadné obnovit model v BIM, ve kterém se uchová nastavení řezů, výztužení i norma.

Stěny v IDEA StatiCa Detail

Jak si poradit se stěnami, které nespadají do škatulky standardní, ale jsou to například stěny s velkými otvory nebo nestandardním tvarem? Na tuto otázku máme také odpověď, a to IDEA StatiCa Detail. Nová metoda CSFM (Compatible stress field method) nabízí zcela unikátní řešení na tzv. D-oblasti neboli oblasti diskontinuit. Do této oblasti spadají například ozuby, rámové rohy, ale i stěny s otvory. Součástí projektu bylo zajistit přenesení sil z ocelové konstrukce do betonové stěny. Problém nastal v místě kotvení spoje v horní levé části betonové stěny, kde docházelo k vytržení kotev ze stěny. Výpočet byl proveden v aplikaci IDEA StatiCa Connection, kde se používá nevyztužený a potrhaný beton. Síly z kotev po výpočtu v IDEA StatiCa Connection byly přeneseny do modelu stěny v IDEA StatiCa Detail, kde již byla umístěna výztuž spolu s kotvami a veškerá síla byla přenesena přes betonářskou výztuž do celého modelu stěny. Betonové stěny jsou jedno velké komplexní téma a dokážou potrápit nejednoho zkušenějšího inženýra. Naším cílem bylo ukázat vám jednotlivé příklady aplikací, kde lze stěnu vyřešit komplexně, ať už je standardní nebo nestandardní z pohledu tvaru nebo nezapadá do typizovaných stěn v příslušných normách.

Čtěte také: Využití betonových prken v zahradě

Realizace suterénních betonových stěn

Příprava výkopu a základů

Železobetonové opěrné stěny jsou vyráběny ve tvaru obráceného písmene T nebo ve tvaru písmene L. Výškou stěny se umíme přizpůsobit požadavkům zákazníka až do výšky 6500 mm. Standardní skladebná šířka je 1500 mm, ale formovací technika umožňuje vyrobit i panely užší. Po dohodě lze však panely vyrobit libovolných výškových rozměrů. Opěrné stěny tvaru L jsou vyráběny stejných rozměrů jako opěrné stěny tvaru T, pouze s odlišnou základnou šířky 1350 mm.

Rozměry výkopu jsou dle projektu 0.80m hloubka a 1,25m šířka. Základ samotný (pata zdi) je 30cm. Krytí betonu po stranách 2,5cm. Výkop je lepší udělat raději větší. Na samotný základ to bylo super, ušetří se čas a materiál při šalování. Kvůli svislému bednění se ale později může muset zvětšovat (už ručně) a hlína se blbě vyndává. Příště bych to asi zkusil udělat větší a až posledních 30cm bych udělal přesně.

Armování základu a stěny

Železa bylo přes 2 tuny, z velké části již naohýbané dle projektu. Cena za naohýbané železo a kg byla nižší, než kdybych koupil samotné tyče v DEKu, nebo Feroně a ohýbal si je sám. Nemáte žádné zbytky/prostřihy a ušetříte hromadu času. Navíc ohýbat betonářskou výztuž 12ku už není nic příjemného. Na zkoušku si můžete půjčit vázačku. Je to obrovský pomocník, pokud jste na vázání sami. V místech, kam se s ní nedostanete, nebo kde již bylo hodně armatur, funguje skvěle obyčejná klička s ložiskem za stovku. Spodek lze vyvázat asi za dva víkendy na pohodu a pak další den vyrovnávat. Betonek na spodku by byl na práci možná lepší. Já to podkládal rozřezanou dlažbou a taky to šlo. Nicméně v mezi čase pršelo a na betonku by byl v mém případě naplavený jíl. Ani nevím jestli bych ho dokázal udělat v takové rovině. Ohýbačku jsem kupoval z Polska za 305 Zl (1800Kč)včetně dopravy. Peníze jsem poslal přes Revolut aplikaci, kde není žádný poplatek a středový kurz.

Horní polovina výztuží se vyvazuje, doporučuje se jít od zdola a furt si od oka hlídat svislost výztuží. Nějaké větší rozměřování už nemá cenu. Také není nutné vázat každý spoj, to mi řekl až dozor. Pokud se nezačalo od spodu, tak se musí pár prutů zase odstříhat. V tom opět hodně pomůže aku vázačka. Mohl jsem to dělat sám. Teď mě tak napadlo že by to mohl přidržovat magnet na svářování. Jednou rukou to držet a druhou vázat to moc nejde. S aku to na jedno zmáčknutí během vteřiny vyvážete raz dva.

Bednění a betonování

Nabídka na koupi plastového systémového bednění PERI duo. Chtěl jsem ho koupit, protože mě ještě čeká celý suterén, dva stropy a další zdi kolem domu. Bohužel cena za půjčení kvůli menší obrátkovosti bednění PERI DUO byla přes sto tisíc za měsíc a ve finále mi to PERI ani půjčit celé nechtěli, že mají limit 100m2 a já toho měl o trochu více. Znovu jsem se ale podíval po internetu. Znal jsem z youtube videí ještě jednu firmu a to Italský Geopanel od Geoplastu. Zjistil jsem, že bednění ve světě dostalo řadu ocenění, že ho Číňani vesele kopírují pod svojí značkou, že největší panel 120x60 váží jen 11Kg, že se z desek dají dělat jak stěny, tak i stropy, že by deska měla vydržet až 100 použití. Ve finále jsem si tedy ještě nechal udělat nabídku na Geopanely od Geopalstu a ta byla navíc o dost levnější. Nakonec jsem tedy s velkou obavou objednal tyto Geopanely i když jsem bednění na vlastní oči nikdy neviděl. Měl jsem ale nějaké recenze od firem, kteří to u nás používají, ale stejně. Na to už jsem si vzal týden dovolenou, protože začalo hrozit, že začne mrznout a betonovat stěnu pod 5 stupňů už mi stavební dozor nedoporučil. Ve finále jsme stěnu 22m dlouhou a 2.4m vysokou vystavěli se ženou za 4-5 dní. Pár poznatků:

Čtěte také: Postup výroby betonových prken

  • Do výšky 2,4m není potřeba stěnu vyztužovat.
  • Od výrobce jsem dostal plánek jak co postavit, ale stejně mi to nedalo a radši jsem koupil 6m jekly 60x20, které jsem dal k sobě a navařil mezi ně nařezané kousky. Je to obdoba originálu ale 6m. Asi by se dali použít i trámky nebo h nosníky. Tím se celá stěna krásně srovnala. Investice asi 3 tisíce.
  • Panely taky není podle výrobce stříkat olejem, to ale nedoporučuji. 5l minerálního ekologicky neškodného eleje stálo asi 500Kč
  • Betonáři s oblibou říkají, že jsou jen dva druhy betonu: popraskaný beton a ten který teprve popraská. Je dobré tomu jít naproti a tak nějak betonu naznačit, kde má ideálně prasknout. Můj projekt tohle bohužel vůbec neřešil. Po konzultaci s projektantem a dozorem jsem se rozhodl, že dát pár tisíc navíc do takové zdi, už je drobnost a koupil křížový plechy a udělal dvě řízené spáry. Navíc v místě kde jsou plechy jsem dal ještě plastovou lištu proti. Zatím mám tedy ten druhý beton, ten který teprve praskne. Tak doufám že to bude v tomto místě. Křížový plech má totiž oboustranně nanesenou lepící vrstvu bitumenového materiálu modifikovaného kaučukem. Pokud by se tam za zdí dostala voda, tak se to samo utěsní. Cena za oba asi 3 tisíce.
  • Určitě nepodceňovat sílu betonu. Na třech místech jsem právě kvůli menšímu výkopu nedal spínací tyče a skoro to tam taky prasklo. Naštěstí jsem to včas zapřel. Síla betonu mi taky trochu posunula pilířek elektroměru. Ten jsem ale stejně chtěl postavit znovu, protože byl popraskaný.
  • Udělejte si opravdu rovný základ. Každý panel je přesný na milimetr a nic vám neodpustí. Jakmile je stěna kompletní a spojená, tak se chová jako jeden celek. Stěna se opře na nejvyšších místech a buď se bude jakoby houpat, nebo vznikne uprostřed mezera (můj případ).
  • Zadělejte každou spáru, minimálně na pohledové straně. V opačném případě vám odteče cementové mléko a nebude to tak pěkné. Pokud bude mezera větší zbytečné tam může vzniknout kaverna.

Samotné betonování bylo 14m3 C25/30 XC2 S3 s plastifikátorem a zimní příměsí. V projektu byl sice uveden C20/25, ale hrozilo že teploty klesnou k nule a pak je lepší když je ten náběh rychlejší. Pumpování jsme dělali stacionární pumpou, protože všechny pohyblivé v okolí už byly zamluvené. Stacionární pumpa znamená, že musíte tahat/chodit s hadicí plnou betonu a zvedat do výšky 2.4m a to je opravdu super věc. Do toho ještě vibrovat. Na druhou stranu můžete hadici dát níže a beton tam spíše teče, než padá. Na vibrování jsem si půjčil vysokofrekvenční vibrátor, bohužel měli jen průměr 58. Vysokofrekvenční vřele doporučuji, vibruje totiž až samotná hlavice a má příznivější, díky vysoké frekvenci, onen akční rádius. Nicméně 58 s 5m kabelem sama o sobě taky váží 25kg, takže buď taháte těžkou hadici s betonem, nebo těžký vibrátor. Ve finále jsem celou zeď přikryl plachtou a geotextílií.

Postup vibrování stěn je zhruba následující: Rychle zasunout vibrátor dolů a pak pomalu vytahovat ven. Vibrace beton opticky roztočí a přitáhne vzduch k hlavici. Na to je potřeba trochu času, proto se to musí dělat tak nějak pocitově. Ani rychle ani pomalu. Rozestupy se dělají takové, jaký je akční rádius vibrátoru. Celou zeď jsem sice dělal na jeden zátah, ale betonování proběhlo jako by ve dvou vrstvách, právě kvůli zvibrování. 2,3m byste těžko vibrovali na jeden zátah až dolů. Také si tam nechte přimíchat plastifikátor. Rozhodně beton neřeďte vodou. Akorát degradujete jeho pevnost.

Odbednění

K odbednění jsem přistoupil 5. den od betonování. V létě by asi stačili tři dny. Odbednění jsme opět dělal s ženou a to trvalo skoro stejně jako stavba samotného bednění. Cca 3-4 dny kolikrát už s čelovkou a za mlhy, nebo mrholení. Nejvíce času zabralo mytí wapkou každého panelu. Musel jsem odstranit montážní pěnu, kterou jsem to musel podfukovat, protože tam místama byla mezera dobré 4cm viz nerovný podklad.

Izolace suterénních betonových stěn proti vlhkosti a plísním

Suterénní bydlení má své specifické podmínky a je třeba řešit nejen správné vytápění a větrání, ale i případné problémy s vlhkostí a plísněmi.

Zemní vlhkost

Zemní vlhkost jako takovou odstranit nelze, můžeme však zamezit tomu, aby se „vsakovala“ do zdiva a postupně v něm stoupala (vzlínala) výše. V případě, že potřebuji suterénní prostor absolutně suchý a funkční, je potřeba zajistit kompletní izolaci stěn i podlah.

Čtěte také: Dlažba pro nevidomé BEST – KLASIKO

Izolace betonových podlah

V případě, že je potřeba udělat betonovou podlahu novou, přidejte při míchání do nového betonu izolační přísadu SIKKATON A. Na takto izolovanou betonovou podlahu pak můžete položit novou podlahovou krytinu (dlažbu, plovoucí podlahu,…). Potřebujete-li izolovat i proti radonu, aplikujte ještě na novou betonovou podlahu izolaci PROFIDICHT 1K FIX a pak teprve položte podlahovou krytinu. Při dodatečné izolaci stávající betonové podlahy doporučujeme izolovat silikátovými stěrkami, které jsou velmi jednoduché na použití (nátěrem); nejlevnější variantou je stěrka DICHTUNGSSCHLÄMME, pod dlažbu potom doporučujeme stěrku ELASTIKSCHLÄMME 1K, která svou pružností lépe odolává případným pohybům, které např.

SIKKATON A
  • Tekutá přísada, která se vmíchá přímo do betonové směsi zajišťující vodotěsnost betonu (proti zemní vlhkosti i tlakové vodě).
  • Nelze ji zničit, protože se stává přímou součástí betonu, její životnost je tedy stejná jako životnost izolovaného betonu.
PROFIDICHT 1K Fix
  • Asfaltová hydroizolační stěrka, která se jednoduše natře na zdivo (nemusíte řešit spáry a napojení jako např. u IPA).
ELASTIKSCHLÄMME 1K
  • Silikátová prášková směs pro izolaci balkonů, teras či betonových podlah.
  • Smíchá se s vodou a jednoduše rozetře.
  • Odolává mrazu i solím.
  • Pochozí - není nutné ji překrývat další podlahovou krytinou.
  • Pružná - překrývá drobné trhliny (do 0,6mm podle tl. vrstvy), lze přímo na ni lepit např. dlažbu.
  • Spotřeba: 2 kg/m2 při tl. 2mm, Balení: 20 kg.
DICHTUNGSSCHLÄMME
  • Silikátová prášková hmota, která se smíchá s vodou a rozetře se na místa, která potřebujeme izolovat - podlahy, stěny (ze zdiva, betonu, cementové omítky...).
  • Izoluje proti zemní vlhkosti i proti tlakové vodě (až do 5m vodního sloupce) - bazény, čističky... (nemusíte řešit spáry a napojení jako např. u IPA).

Injektáže

Injektáže tvoří dodatečnou vodorovnou hydroizolaci, kdy je hydroizolační látkou chemický roztok (kapalina, krém), který je do zdiva napouštěn (injektován) navrtanými otvory. Stejný účel jako injektáže plní i podřezávky domů, které vodorovnou bariéru nevytvoří chemicky, ale fyzicky (vložením plechu). Na rozdíl od podřezávky si ale injektáže můžete provést bez problémů sami, jsou časově nenáročné a nejsou takovým stavebním zásahem jako podřezávka.

Kdy použít který z nich?

  • DICOSIL 100 tekutý injektážní prostředek vhodný pro plné cihly či beton.
  • Hloubka vrtu = délka stěny - 5 cm.
  • Spotřeba: 10 l/bm při tl. zdivo s dutinami.
  • Počet litrů lze přibližně spočítat jako: 1,6 * hloubka vrtu (m) * délka stěny (m).
  • Hloubka vrtu = délka stěny - 5 cm.
  • Spotřeba: 720 ml/bm při tl. zdi 50 cm, Balení: 5 l.

Izolace stěn - v případě, že NENÍ možné stěny zvenku odkopat

Pokud byste chtěli řešit tuto situaci opravdu pečlivě a pomocí odborníků, lze provést tzv. rubovou plošnou injektáž pomocí gelu RUBBERTITE, který vytvoří plošnou hydroizolaci stěn a provádí se zevnitř (v ploše zdi se vyvrtají v daných rozestupech otvory, které se napustí injektážním prostředkem, jenž ve stěně vytvoří souvislou hydroizolační vrstvu) - v takovém případě se nám, prosím, ozvěte přes formulář níže. V případě řešení situace svépomocí doporučujeme aplikovat na stěny tepelně-izolační vysoušecí omítku BAUREX-AQUA, která je schopna si poradit s vysokou mírou vlhkosti, aniž by to způsobilo její destrukci. Jako štukovou vrstvu pak doporučujeme bioklimatickou stěrku KLINOSAN, která si poradí s vyšší mírou relativní vlhkosti v bytě. Ta je kvůli problematickému větrání v suterénních bytech častým problémem.

BAUREX AQUA
  • Tepelně-izolační vysoušecí omítka, která se může aplikovat přímo na vlhké zdivo.
  • Je hydrofilní, tzn., že "vytáhne" vlhkost ze zdiva a ve vhodném okamžiku ji předá do vzduchu (odkud se vyvětrá).
KLINOSAN

KLINOSAN je bioklimatická stěrka, která zabraňuje kondenzaci vzdušné vlhkosti na stěnách a tím vzniku plísní. Z 80% tvořen nerostem klinoptilolit (druh zeolitu), který určuje jeho unikátní vlastnosti.

  • Vlastnosti stručně: izotermická reakce, záporná iontová vazba, obrovský prostor pro pohlcování vlhkosti (1g klinoptilolitu má vnitřní povrch 36m2).
  • Po vyzrání má bílou barvu - není nutné natírat barvou.
  • Spotřeba: 5kg/m2/5mm.
  • Balení: 5kg, 15kg.

KLINOSAN stěrka je součástí systému KLINOSAN, který kromě stěrky tvoří ještě KLINOSAN Restart (postřik, který zahubí již vzniklé plísně, aby se nemohly při odstraňování malby či štuku rozšiřovat) a KLINOSAN Color (povrchové barvy, které jsou dostatečně prodyšné). KLINOSAN stěrka je po vyzrání bílá, v případě, že máte bílé zdi na něj tedy nemusíte aplikovat barvu vůbec.

Případová studie: Závady suterénních konstrukcí v bytovém domě

Článek se zabývá analýzou závad v bytovém domě v Praze včetně návrhu sanačních opatření. Posuzovaný bytový dům je situován v rezidenční zóně Prahy, kde je převažující zástavba rodinných domů. Je postaven na svažujícím se pozemku obdélníkového tvaru ze tří stran obklopeného hradbou lesního masivu na okraji panelového sídliště. Bytový dům sestává ze tří věžových bloků A, B a C s 8 nadzemními podlažími vzájemně spojených nízkopodlažními krčky se 2 nadzemními podlažími. Objekt má 2 podzemní podlaží napojená na nadzemní podlaží v každé věžové části dvouramenným schodištěm a výtahem. Ve 2. PP jsou garážová stání (dle projektu 74 míst), dále 3 kotelny s měřicím zařízením (pro každou věžovou část samostatná), sklepy a komunikace. Nosný systém bytového domu je železobetonový monolitický. Svislé konstrukce tvoří železobetonové stěny a sloupy, které jsou lokálně (v prosklených rozích po obvodu věže) ocelové z důvodu dosažení maximální štíhlosti. Vzhledem ke složitým základovým poměrům je pod celým objektem provedena základová deska tloušťky 300 mm (pod schodištěm a výtahovou šachtou 500 mm), která je v místech stěn a sloupů podpírána pilotami. Základová spára se nachází z velké části pod hladinou spodní vody, a je proto nutné počítat s tím, že bude i s ohledem na inženýrskogeologický průzkum působit jako voda tlaková a agresivní.

Identifikované problémy

Prokazatelně vytékající voda ze suterénních stěn, ale i snímky přiložené k reklamačnímu dopisu uživatele objektu svědčí o tom, že trhliny v železobetonových stěnách propouštějí tlakovou podzemní vodu agresivního charakteru. Napojení VZT kanálů bylo navrženo „tuhým“ způsobem vetknutí těchto konstrukcí do stěn s určeným detailem těsného ozubu v pracovní spáře. Prosakující otvory měly být nejdříve utěsněny injektáží na bázi polyuretanu a následně přetřeny rekrystalizačním nátěrem Xypex. Podle informace uživatele objektu však nebyl ani kvalitně provedený tento často používaný rekrystalizační prostředek, složený z portlandského cementu, velmi jemného upraveného křemičitého písku a z mnoha aktivních zvláštních chemikálií. Ve snaze zaretušovat prosvítající vlhké skvrny povrch přetřen akrylátovým nátěrem. Na základě dostupných podkladů lze předpokládat, že po obvodě objektu, zejména na jižní straně, nebylo provedeno žádné odvodňovací drenážní potrubí, které by minimálně snížilo hydrostatický tlak působící agresivní vody a tím i výrazně snížilo riziko prosakování této vody do vnitřních prostorů objektu.

Doporučená sanační opatření

  • Je nutno položit po vnějším obvodě drenážní potrubí zaústěné do stávající sběrné jímky, odkud je srážková voda přečerpávána do výše položené kanalizace.
  • Poněvadž nelze zjistit příčinu pronikání vody z vjezdové rampy garáží na podlahu sekce A ve 2. PP, je vhodné rampu demontovat, odhalit zdroj zatékání a na základě toho rozhodnout o nové konstrukci.

Tento příspěvek popisuje konstrukci standardního bytového objektu, jeho základové poměry i způsob konstrukčního materiálového provedení. Následně charakterizuje problémy, související s průnikem spodní vody do podzemních garáží a dává je do kontextu i s celkovým konstrukčním řešením objektu a odvodněním terénu. Postupně identifikuje jednotlivé závady a v závěru popisuje jejich důsledky pro celkovou budoucí funkčnost objektu. Předkládaný příspěvek informuje čtenáře o složitosti a komplexnosti problematiky zajištění vodotěsnosti železobetonových konstrukcí a poukazuje na dominantní příčiny chyb. Vzhledem k tomu, že stavebnictví je stále z podstatné části empirickou disciplínou, je technická patologie stejně nezbytným nástrojem zpětné vazby, jako v případě medicíny. Z článku mohou jak projektanti, tak zhotovitelé získat užitečné poznatky pro svou práci.

tags: #suterenni #betonova #stena #informace

Oblíbené příspěvky: