Zkušenosti z průzkumů dodatečně předpjatých vazníků průmyslových hal

Jedním z aktuálních problémů pozemního stavitelství v Česku jsou otázky spolehlivosti dodatečně předpjatých konstrukcí střešních vazníků průmyslových hal. Jde zejména o konstrukce z let 1960 až 1980, jejichž návrhová životnost buď již skončila, nebo se blíží ke svému konci, které však ve velkém rozsahu na našich stavbách stále fungují. Hrubým odhadem se jedná o 10 000 vazníků. V ČR už došlo nejméně ke čtyřem haváriím dodatečně předpjatých vazníků střech průmyslových hal. První dvě havárie se staly v západních Čechách v letech 2010 a 2018. Třetí se udála v severních Čechách v prosinci 2023 a ke čtvrté havárii opět došlo v západních Čechách v březnu 2024. Rádi bychom se s vámi podělili o zkušenosti, které jsme nabyli při diagnostických průzkumech příhradových střešních vazníků.

PROBLÉMY DODATEČNĚ PŘEDPJATÝCH VAZNÍKŮ PRŮMYSLOVÝCH HAL

Vazníky byly z přepravních důvodů vyráběné z jednotlivých dílců, které se na stavbě sestavovaly do jednoho celku spínáním dílců pomocí předpínacích lan, provlečených skrz kanálky, osazené do dílců při jejich výrobě. Po napnutí předpínací výztuže měly být kanálky zainjektovány tak, aby byla předpínací výztuž chráněna injektážní maltou proti korozi. Společným problémem všech těchto konstrukcí je nedostatečná injektáž – některé kanálky byly zainjektovány pouze částečně a některé nebyly zainjektovány vůbec. To v řadě případů vede v důsledku k zatékání do konstrukce ke korozi předpínací výztuže a v krajních případech i k haváriím konstrukcí.

TYPY DIAGNOSTIKOVANÝCH VAZNÍKŮ

V minulosti se vyráběla celá řada různých typů předem i dodatečně předpjatých vazníků. Zde představujeme pouze nejčastější typy dodatečně předpjatých vazníků na rozpětí 18 a 24 m, u kterých je k dispozici nejvíce informací získaných při provedených diagnostických průzkumech. Předpjatá lana v různém uspořádání jsou u popsaných typů vazníků vedena vždy dolním pásem a krajními sestupnými diagonálami.

• Vazníky SPP 6-18/6 (1961) a SPP 12-18/6 (1969)
  Nejčastějším typem vazníků, jež byly použity a dosud fungují na velkém množství především průmyslových hal, jsou vazníky typů SPP 6-18/6, respektive SPP 12-18/6 na modulové rozpětí 18 m.
• Vazníky V18, V18a (1961) a VS 18/6 (1963)
  Vazníky Priemstav n. p. Bratislava, vyvíjené od roku 1961 na modulové rozpětí 18 m. Od předchozího typu se na první pohled liší uspořádáním svislic a diagonál a odlišným vedením předpínacích lan.
• Vazníky SPP 9-24/6 (1966) a SPP 14-24/6 (1966)
  Jde o dva typy tvarově shodných vazníků pro teoretické rozpětí 24 m kladené ve vzájemných osových vzdálenostech 6 m, které se vzájemně liší výrobcem a detaily návrhu.
• Vazníky VS 24/6 (1963)
  Vazníky Priemstav n. p. Bratislava vyvíjené od roku 1963 na modulové rozpětí 24 m.
   

 

Endoskopický průzkum předpínací výztuže vazníků.

DIAGNOSTICKÉ METODY KOROZE PŘEDPÍNACÍ VÝZTUŽE

Základní diagnostickou metodou je endoskopické vyšetření předpínací výztuže. Předpínací výztuž je uložena v kanálcích. Přesná poloha kanálků je zjišťována pomocí detektoru výztuže a zakreslena na povrch vyšetřovaného prutu vazníku. Poté je kanálek opatrně navrtán vrtákem průměru 10 mm. Stav kanálku a v něm uložené předpínací výztuže je kontrolován inspekčním videoskopem.

Tab. 1. – Hodnocení stupně koroze

Průzkumem je hodnocena míra zainjektování kanálku a v případě pouze částečné nebo zcela chybějící injektáže je hodnocena míra koroze předpínací výztuže. Vizuální hodnocení stupně koroze se zpravidla hodnotí podle tabulky 1, převzaté po úpravě z odborné literatury (A. Farhidzadech, A. Ebrahimkhanlou, S. Salamone, 2015).

V následujících tabulkách jsou shrnuty výsledky celkem 30 průzkumů vyhotovených částečně pracovníky VŠB-TU Ostrava – žlutá barva, zaměstnanci firmy Diagnostika stavebních konstrukcí – modrá barva a kolektivem Kloknerova ústavu ČVUT Praha – oranžová barva.

Nejvíce průzkumů bylo zpracováno pro vazníky SPP 6-18/6. V následující tabulce „I“ značí plně injektovaný kanálek s předpínací výztuží. Čísla 1 až 5 znázorňují stupeň koroze podle tabulky 1. Ve většině průzkumů byl průzkum zaměřen pouze na krajní tažené diagonály, v několika případech byly provedeny sondy i do dolního pasu vazníku.

V rámci sledovaných průzkumů bylo provedeno téměř 1 750 sond. Po vyhodnocení dosavadních zkušeností získaných na základě celkem 30 provedených průzkumů lze konstatovat:

• Riziko nedostatečného zainjektování kanálků předpínací výztuže je větší u krajních diagonál vazníku než u dolního pásu vazníku. U dolního pásu bylo dokonalé zainjektování kanálků zjištěno zhruba v 70 % případů a ojedinělé případy koroze předpínací výztuže byly zjištěny převážně do stupně 4 podle tabulky 1. V případě krajních tažených diagonál je pravděpodobnost dokonalého zainjektování kanálků předpínací výztuže zhruba 50 % a četné případy koroze předpínací výztuže byly opakovaně zjištěny až do stupně 5 podle tabulky 1.
• Koroze předpínací výztuže diagnostikovaná zejména u krajních diagonál vazníku se vyskytuje nejčastěji ve stupni 2 podle tabulky 1, (zhruba u 30 % všech provedených sond). V rozhodující většině případů nepřekročil zjištěný stav koroze stupeň 4 podle tabulky 1. Nejvyšší zaznamenaný stupeň koroze byl hodnocen jako stupeň 5 podle tabulky 1 a vyskytl se celkově v méně než 1 % sond. Nikde nebyl zaznamenán stupeň koroze 6 podle tabulky 1.

SHRNUTÍ

U většiny havárií, které byly detailně zdokumentovány, bylo zřícení vazníku iniciováno porušením předpínací výztuže v oblasti kotvení této výztuže u horního pásu vazníku v místě uložení vazníku na sloup nebo v krajní tažené diagonále v blízkosti kotevní oblasti. Zkušenosti získané při sledovaných průzkumech jsou s tímto faktem v souladu. Z toho mimo jiné plyne, že pozornost při průzkumech i další směřování výzkumu bude potřeba upřít právě na oblast krajní diagonály a kotvení předpínací výztuže.