Co říká praxe na četnost některých chyb a poruch staveb?
Ve stavební praxi se můžeme denně setkat s chybami nebo přímo poruchami staveb. Ty zasahují do životního cyklu stavby. Podle původu vzniku se rozdělují do čtyř velkých oblastí. Jsou to chyby projektové přípravy, materiálů, realizace a chyby užívání, respektive údržby stavby.
- masivnost konstrukce,
- výběr kvalitních surovin a výroba kvalitních materiálů,
- hutnost použitých materiálů,
- klimatické podmínky,
- obvykle lehký provoz (nižší provozní zatížení),
- kvalita řemeslného zpracování,
- dlouhá doba výstavby.
V současnosti se stavebnictví ubírá přesně opačným směrem. Převládá trend vylehčování konstrukcí a zhotovování stále subtilnějších průřezů. Dlouhá životnost není prioritní. Zkracování deklarované životnosti samotných stavebních výrobků souvisí se zkracováním jejich obecné morální životnosti a snahou o možnost jejich opětovné spotřeby. Požadavky na ochranu tepla a úsporu energie, globalizace trhu a technický pokrok neumožňují používat jako základní stavební materiál hutní materiál, například kámen. Klimatické podmínky spolu s používanými pórovitějšími materiály a případnými chybami (v kterékoliv etapě životnosti stavby) zapříčiňují vznik poruch, a mohou dokonce zkracovat životnost. Od poměrně lehkých provozů (občanských budov) se v minulosti přešlo k těžšímu/intenzivnějšímu provozu a k rozvoji samostatného segmentu průmyslových staveb. Snaha o urychlení návratnosti investice klade technicky neopodstatněné požadavky na zkracování výstavby a porušování technologické disciplíny, v důsledku čehož se snižuje i kvalita a preciznost řemeslného zpracování detailů.
Chyba, porucha a jejich vznik
Chyba je nechtěný stav výrobku nebo konstrukce, který neznemožňuje jejich funkčnost a užívání (nesnižuje funkční parametry). Porucha je však takový stav výrobku nebo konstrukce, který podstatně mění funkční parametry, a dokonce může omezit nebo zcela vyloučit další funkčnost nebo užívání konstrukce v důsledku nesplnění jednoho ze šesti základních požadavků na stavby.
Jaké chyby se často opakují?
V posledních pěti až deseti letech zaznamenalo stavebnictví vysoký růst. Zvýšená produkce a rychlé tempo výstavby si však vyžádaly svou daň. Často se objevovaly chyby a poruchy už těsně po dokončení stavby (obr. 1). Když však byl zájem o rychlé uvedení stavby do provozu, přehlížely se nebo se rychle přijala taková opatření, aby se nemuselo přistupovat k časově náročným opravám. Všeobecně převládal zájem raději se dohodnout na snížení ceny, než oddalovat například spuštění výroby. Podobný postoj byl i na straně zhotovitele. V době dostatku zakázek raději obětoval část zisku, než by měl pracovníky držet na realizované stavbě pro opravy v době, kdy už měli nastupovat na jinou stavbu. Pokud existovaly chyby, postupem času se rozšiřovaly a mnohokrát přerostly až do poruch, které si vyžádaly sanaci. V současnosti, kdy se tempo stavební produkce podstatně zpomalilo, je vzácná každá zakázka. Stavební společnosti jsou sice stále tlačeny do krátkých dob realizace, ale při zjištění jakékoliv chyby obvykle investor trvá na jejím okamžitém odstranění nebo odmítá zaplatit plnou výšku dohodnuté ceny, která neodpovídá požadované kvalitě.
Na základě zkušeností z praxe lze nejčastější chyby rozdělit podle typu konstrukce, na níž se vyskytují (projevují), na dvě velké skupiny. První skupinu charakterizují horizontální (nosné a nenosné) konstrukce (obvykle na bázi cementu). Typickými reprezentanty jsou stropní desky, podlahy, průmyslové podlahy, nášlapné vrstvy podlah, vozovky a parkoviště. Druhou skupinu tvoří svislé (nosné a nenosné) konstrukce. Mají však něco společného: obvykle bývají dobře přístupné, dobře viditelné a dobře osvětlené.
Horizontální konstrukce
Ať už jde o nosné, nebo nenosné konstrukce na bázi cementu obvykle jsou jejich chyby způsobeny objemovými změnami (všechny fáze smršťování, délková teplotní roztažnost a dotvarování). Projevují se ve formě trhlin s různým tvarem a šířkou. Tvar (orientace) trhlin závisí na působícím mechanismu, kterým vznikly. Například trhliny vznikající v důsledku smršťování vysycháním mají charakteristický hexagonální tvar (obr. 2). Trhliny vznikající v důsledku ztráty tepla konstrukce spřažené s jinou konstrukcí jsou obvykle přímé (příčné) a vznikají v místě s nejnižší pevností. Vznik trhlin se dá redukovat, nebo až eliminovat různými metodami [4, 5, 6]. Šířku trhliny určuje množství energie, které se z ní uvolnilo. S rostoucím množstvím energie roste i šířka trhliny (obr. 3). Jde-li o konstrukci spřaženou s podkladem, potom je pro šířku trhliny důležitý takzvaný stupeň omezení (DOR), který vyjadřuje poměr pevnosti nové vrstvy a podkladu.
 |
 |
| Obr. 2 Síť jemných smršťovacích trhlin v povrchu | Obr. 3 Šířka trhliny |
V některých případech jsou vzniklé trhliny důsledkem například nedostatečného zhutnění podloží nebo odplavení jemných částí podloží podzemní vodou a jeho dodatečné konsolidace. V takových případech lze obvykle identifikovat poškozenou oblast menší než celek, respektive chyba se projevuje v místech se zvýšeným namáháním – v jízdních pruzích. Sekundární příčinou mohou být i poddimenzované rozměry (geometrie) kontrakčních celků nebo opožděný začátek řezání kontrakčních spár (obr. 4). Je pochopitelné, že u velkých ploch existuje snaha o minimalizování množství (celkové délky) kontrakčních spár, avšak právě toto může být příčinou vzniku chyb, případně až poruch konstrukce. Důležitým parametrem je geometrie konstrukce (obr. 5). Ta předurčuje místa, kde se budou soustřeďovat napětí a kde se předpokládá vznik trhliny.
 |
 |
| Obr. 4 Kontrakční spára řezaná po vzniku trhliny | Obr. 5 Geometrické uspořádání předurčilo místo vzniku trhliny. |
Chyby betonových desek jsou často způsobeny i nevhodným výběrem cementu nebo přísad. Ačkoliv například při letních betonážích se vyžaduje zpomalení tuhnutí, respektive oddálení začátku tuhnutí, právě to však podporuje vznik trhlin v plastickém stádiu betonu. Stejně častou příčinou je i podcenění návrhu realizace ošetřování betonu [2, 4, 6].
Samostatnou kapitolou jsou vláknobetonové konstrukce. Obvykle se používají jako desky na terénu nebo na vytvořené nosné konstrukci. V zásadě se vyztužují dvěma materiálovými typy vláken – ocelovými a syntetickými. Každé má v betonu plnit jinou funkci. Ocelová vlákna se přidávají do betonu pro zvýšení únosnosti proti dynamickým účinkům zatížení nebo zabezpečení soudržnosti a spolupůsobení sousedních částí konstrukce oddělených trhlinou (obr. 6). Syntetická vlákna se přidávají do betonu s cílem redukovat vznik trhlin v důsledku plastického smršťování, kdy tahové napětí na sebe přebírají jemná polymerová vlákna. Když se zanedbá místo určení a případná koroze, oba typy podporují tentýž jev – zvedání rohů kontrakčních celků, takzvaný curling (obr. 7). Zdvižení rohů může představovat překážku pro řádné užívání, i když je konstrukce zdánlivě bezchybná. Existují požadavky na rovinnost podlahy nebo místní rovinnost (například podle STN 73 0225 nebo DIN 18 202). Jsou-li však rohy zdviženy, je problematické tyto požadavky splnit a umožnit tak bezpečný provoz.
Kromě těchto chyb se často vyskytují i chyby nášlapné vrstvy. Pokud se zanedbá notoricky známá citlivost dřeva na vlhkost a chyby způsobené zvýšenou vlhkostí podkladu během zhotovování nášlapné vrstvy na bázi dřeva, i tak zůstává celá škála chyb, které se opakují. Vlhkost stojí za stejně nežádoucím jevem – vznikem osmotických bublin pod nášlapnou vrstvou s vysokým difuzním odporem. V případě takzvaných litých epoxidových podlah může nastat její separace. Příčiny jsou obvykle dvě. Buď byla nášlapná vrstva zhotovena před dostatečným vysušením podkladu, nebo se vlhkost do podkladu dostala dodatečně. Příkladem může být nevhodné svahování okolního terénu, nevhodná drenáž a přivádění vody k nosné vrstvě podkladu, odkud kapilární vzlínavostí putuje až pod nášlapnou vrstvu.
Pokud nášlapnou vrstvu tvoří keramické nebo kamenné dlažby, chyby vznikají především nerespektováním kontrakčních a dilatačních spár podkladu [5, 7], dále použitím nevhodného lepidla z hlediska pružnosti a jiných parametrů, nebo dokonce modifikací lepidla in situ. Stejných chyb se zhotovitel dopouští i v případě spárovacího materiálu.
Pro zvýšení tvrdosti, snížení prašnosti a nasákavosti a zlepšení možnosti údržby se používají různé vsypy na bázi silikátů. Ty by měly hydratovat a pevně se provázat s vrchní vrstvou betonové desky. Rozhodujícími jsou aktuální vlhkost betonové desky a množství pojiva ve vsypovém materiálu. Je-li podklad příliš suchý, není k dispozici dostatek vody k hydrataci vsypu. Je-li podklad příliš vlhký, tenká vrstvička vsypu má příliš vysoký vodní součinitel a nedosáhne požadovaných parametrů. Je-li voda v podkladu uzavřena a těsně po zahlazení vsypu se začne uvolňovat, může způsobit odlupování vsypu.
Svislé konstrukce
Svislé konstrukce tvoří z velké části obvodovou konstrukci – fasádu, respektive obvodový plášť. Mezi hlavní funkce obvodového pláště patří ochrana vnitřního prostoru budovy před únikem tepla a estetická funkce. Většina chyb je spojena právě s únikem tepla a energetickou hospodárností budov.
Samostatnou kapitolu tvoří statické poruchy nosného systému, které se mohou projevit poruchami nosných stěn, příček a obvodového pláště ve formě uspořádaných (orientovaných) trhlin. Ty nemusejí vznikat v důsledku jejich nesprávné realizace. Příčinou vzniku trhlin jsou nezřídka základové konstrukce, podloží stavby nebo účinky dynamického zatížení. Nejde-li o systémovou poruchu, příčiny se případ od případu liší.
Nedostatky svislých konstrukcí ve většině případů identifikují soukromé osoby. Chyby a poruchy svislých konstrukcí (jiného než statického charakteru) se projevují v obývaném prostoru nebo na vnějším povrchu obvodového pláště.
Mezi základní chyby patří viditelné defekty tradičních vnějších (a vnitřních) omítek. Ze strany exteriéru nastává po nanesení a zpracování omítky intenzivní ztráta vlhkosti, zvlášť když se realizuje za slunečného, suchého a větrného dne. Omítkové materiály jsou na bázi cementu, a proto se smršťují. Proces smršťování ovlivňuje expozice omítky slunečním zářením a tloušťka aplikované vrstvy. Výsledkem je síť pentagonálních a hexagonálních trhlin (obr. 8, 9). Také tady platí stupeň omezení (DOR), přičemž v omítkách s menší tloušťkou vzniká hustější síť jemnějších trhlin. Výrazně liniově orientované trhliny v tradičních venkovních omítkách se vyskytují v místech styku dvou různých materiálů podkladu, například železobetonového rámu a výplňového zdiva nebo nadezdívky a ztužujícího věnce (obr. 10). Oba materiály mají různou teplotní délkovou roztažnost a nastávají různě velké deformace. Projeví se jako střihové napětí na jejich styku. Existuje pravidlo, že tyto styky různorodých materiálů by měly být překryty výztužnou mřížkou. Vnitřní omítky nejsou ke vzniku trhlin tak náchylné, nejsou-li na bázi sádry.
 |
 |
| Obr. 9 Trhliny na vnitřním povrchu obvodového pláště panelového typu | Obr. 10 Tradiční venkovní omítka – trhlina na spodní hraně ztužujícího věnce |
S teplotní délkovou (a objemovou) změnou souvisejí i chyby kontaktních tepelněizolačních systémů (ETICS), které se projevují jako takzvaný miskový nebo banánový efekt (obr. 11). Desky tepelné izolace na vnějším povrchu mají tendenci ke změně délky vlivem teplotního gradientu v jejich průřezu (obr. 12). Deformacím lze zabránit ukotvením tepelné izolace k podkladu. Pokud se k zhotovení základní vrstvy použije křehká malta a jako povrchová úprava tenkovrstvá omítka s nízkou plasticitou, vznikají trhliny [8].
Obr. 11 Schéma miskového (a) a banánového (b) efektu
Ze strany interiéru, především v obytných místnostech, se lze často setkat se zvýšenou vlhkostí povrchu (převážně) obvodových stěn a koutů. Příčin může být několik. Podle charakteru obvodového pláště a typu výstavby lze předpokládat zatékání přes styčné spáry obvodového pláště nebo trhlinami v něm (hromadná bytová výstavba panelového typu) [9]. Druhou pravděpodobnou příčinou je kondenzace vodní páry na povrchu konstrukce, a to v důsledku nadměrné vlhkosti v interiéru nebo nedostatečné povrchové teploty v daném prostoru. Pokles povrchové teploty pod teplotu rosného bodu podmiňuje vznik a rozvoj plísní.
Kondenzaci je možné v letním období často pozorovat na stěnách podzemních garáží v blízkosti vjezdu. Na stěnách, které jsou pod úrovní terénu, se v blízkosti vjezdu mohou vyskytovat mokré skvrny kondenzované vlhkosti.
V podzemních podlažích poměrně často dochází také k zatékání. Příčin může být opět více. Může to být nevhodná montáž hydroizolace, její nevhodný výběr, nevhodná skladba vrstev, změna hydrogeologických poměrů výstavbou, nebo dokonce hromadění srážkové vody v podzákladí.
Se zvýšenou vlhkostí ve svislých konstrukcích souvisí vznik výkvětů, poškození povrchových úprav a často vznik plísní.
Závěr
Primární podmínkou pro odhalení chyb nebo poruch stavby je, aby místo výskytu, respektive projevu, bylo přístupné a dobře osvětlené. Určitě existují i chyby, jejichž přítomnost se nezjistí nebo se jim nevěnuje dostatečná pozornost, protože jejich projevy jsou viditelné jen krátkodobě a zřídka. Zvýšená pozornost by se měla věnovat projektové přípravě, realizaci a kontrole stavebních konstrukcí.
TEXT: Ing. Peter Briatka, Ph.D.
doc. Ing. Peter Makýš, Ph.D.
OBRÁZKY a FOTO: archiv autorů
Literatura
1. Blaich, J.: Poruchy stavieb. Bratislava: JAGA GROUP, 2001.
2. Svoboda, P. – Doležal. J.: Průmyslové podlahy a podlahy v objektech pozemních staveb. Bratislava: JAGA GROUP, 2007.
3. Hela, R., a kol.: Betonové průmyslové podlahy. Praha: Informační centrum ČKAIT, 2006.
4. Briatka, P.: Úvod do ošetrovania betónu 1 – V letnom období. In: Materiály pro stavbu, roč. XVII, č. 1, 2011, s. 16–20.
5. Briatka, P.: Priemyselné podlahy – chyby a sanácia. In: Materiály pro stavbu, roč. XVII, č. 3, 2011, s. 40–46.
6. Briatka, P. – Makýš, P.: Betón na zhotovovanie priemyselných podláh. In: Stavebné materiály, roč. VIII, č. 2, 2012, s. 18–21.
7. Briatka, P.: Ako a či vôbec rozdeľovať konštrukcie dilatáciami a škárami? In: Materiály pro stavbu, roč. XVII, č. 4, 2011, s. 30–35.
8. Briatka, P. – Šternová, Z.: Význam výberu a návrhu povrchovej úpravy ETICS. In: Stavebnícka ročenka 2010, Bratislava: JAGA GROUP, 2009.
9. Briatka, P. – Šternová, Z.: Poruchy obvodových plášťov na báze pórobetónu. In: Stavebné materiály, roč. VII, č. 2, 2011, s. 44–46.
