Statické zajištění sakrálních budov situovaných na poddolovaném území
Poddolované území je v ČSN 73 0039 [1] definováno jako území v dosahu účinků hlubinného dobývání. Je charakterizováno poklesovou kotlinou, což je část zemského povrchu mísovitého nebo nálevkovitého tvaru, která vznikla poklesem nadloží do vyrubaného prostoru. V rámci poklesové kotliny působí negativně na zemský povrch, a tím i na stavby (tedy i na sakrální budovy – kostely, kaple), které jsou v těchto místech situovány, spojitá přetvoření terénu.
Dále v těchto místech mohou působit nespojitá přetvoření terénu a také důlní otřesy (indukovaná seismicita), které působí i mimo poklesovou kotlinu. Podrobné pojednání o této problematice je možno nalézt v odborné literatuře týkající se problematiky hlubinného dobývání a důlního měřictví. Statě o účincích poddolování na budovy a jejich zajištění pak v [2] a [3]. Stávající sakrální stavby jsou specifické jak z hlediska konstrukce, tak také z hlediska odolnosti proti účinkům poddolování. Z tohoto pohledu je můžeme charakterizovat následovně:
■ Jedná se o zděné budovy se složitým prostorovým uspořádáním. Zdivo bývá i z různorodého materiálu o různé kvalitě.
■ Svislé nosné konstrukce (stěny, sloupy, pilíře) vykazují vysokou tuhost, která je způsobena zejména jejich velkými výškami a tloušťkami a zároveň hodnotami modulu přetvárnosti příslušných materiálů.
■ Zdivo vykazuje zpravidla velmi malou pevnost v tahu a ve smyku. Tato skutečnost a zároveň vysoká tuhost svislých nosných konstrukcí zapříčiňují náchylnost ke vzniku trhlin ve zdivu.
■ Uvnitř dispozice se často vyskytují sloupy a pilíře, které jsou z hlediska působení účinků poddolování značně citlivé – nastávají nestejné poklesy jednotlivých pilířů mezi sebou i vůči stěnám.
■ Běžně se v tomto případě vyskytují zděné klenby, které jsou z hlediska účinků poddolování rovněž značně citlivé. Pro stavby situované na poddolovaném území jsou tedy nevhodné. Jejich navrhování u novostaveb ČSN 73 0039 [1] zakazuje.
■ Z hlediska působení účinků poddolování jsou problematické také kostelní věže.
Jak plyne z výše uvedeného, statické zajištění sakrálních staveb proti účinkům poddolování není jednoduchou záležitostí. Často bývá technicky náročné, pracné a finančně nákladné. Při návrhu sanace stávajících statických poškození a statického zajištění proti výhledovým účinkům poddolování je nutno vycházet z podrobné báňské, inženýrsko-geologické, hydrologické a stavební expertizy [6].
Koncepce návrhu statického zajištění
V rámci koncepce návrhu vhodného způsobu zajištění je vždy nutno zvážit také následující možnosti:
■ ponechání nevytěženého ochranného pilíře pod budovou;
■ provádění dobývacích prací s použitím vhodné a účinné zakládky;
■ možnost realizace dobývacích prací tak, aby na budovu nemohly působit nespojité deformace terénu;
■ možnost realizace dobývacích prací tak, aby budova zůstala mimo poklesovou kotlinu nebo alespoň mimo pásma jejich největších parametrů;
■ pokud se budova nachází na staveništi V. skupiny podle ČSN 73 0039 [1], pak v souladu s čl. 4.4.2 ČSN 73 0039 [1] nevyžaduje žádné zvláštní zajištění proti účinkům poddolování, pokud se nejedná o obzvláště citlivé stavby (např. podzemní objekty širší než 6 m, tlaková trubní vedení, velké nádrže apod.). Vždy je však nutno posoudit účinky zvýšené hladiny podzemní vody při předpokládané hodnotě poklesu terénu.
Využitím některé z výše uvedených možností ve fázi koncepce návrhu zajištění stavby proti účinkům poddolování je možno dosáhnout značných ekonomických úspor. To proto, že případná opatření na zajištění stavby proti účinkům poddolování se buďto výrazně sníží, nebo nebudou potřeba vůbec. Pokud není možno využít některé z výše uvedených možností, nebo toto sníží účinky poddolování pouze částečně, pak je třeba přistoupit k návrhu statického zajištění. Způsob a rozsah statického zajištění proti působení účinků poddolování závisí na:
■ intenzitě účinků poddolování;
■ celkovém konstrukčním a materiálovém uspořádání budovy.
Pokud jde o intenzitu účinků poddolování, jedná se konkrétně o:
■ velikosti spojitých přetvoření terénu;
■ případný výskyt nespojitého přetvoření terénu, jeho konkrétní typ a velikost;
■ možnost výskytu důlních otřesů v místě situování budovy a jejich intenzitu.
Co se týká celkového konstrukčního a materiálového uspořádání budovy, v drtivé většině případů se jedná o zděné stavby zastropené klenbami (viz výše). Vyskytují se však také stavby, které jsou tvořeny železobetonovým skeletovým systémem s obvodovým pláštěm vy zděným z cihelného zdiva. Z hlediska návrhu statického zajištění staveb proti účinkům poddolování jsou významná zejména konstrukční a materiálová řešení základových konstrukcí, svislých a vodorovných nosných konstrukcí a dimenze jednotlivých prvků.
Návrh statického zajištění
Ze statického hlediska je nutno provést dodatečné zajištění budovy proti následujícím účinkům poddolování na zemský povrch:
■ spojitá přetvoření terénu;
■ nespojitá přetvoření terénu;
■ důlní otřesy.
Celý článek naleznete v archivu čísel 10/2017.