Zkoumání příčin havárie zděného domu

Na likvidaci havárie (zabezpečení konstrukcí stavby při bouracích pracích, vlastních bouracích pracích a vypracování znaleckého posudku na stanovení příčin havárie) participovali vedle dalších také pracovníci Fakulty stavební VŠB-TU Ostrava. Po ukončení odvozu suti a odbourání nebezpečných částí konstrukcí, které bezprostředně ohrožovaly okolí stavby, a nezbytném zabezpečení navazujících konstrukcí bylo přistoupeno ke zkoumání příčin havárie. Z místa havárie byly odebrány vzorky k laboratornímu zkoumání a byla obnažena konstrukce suterénních stěn.

Historie stavby

Popis stavby od její výstavby po dobu havárie vychází z archivních pramenů Úřadu městského obvodu Mariánské Hory a Hulváky a z archivu generálního projektanta rekonstrukce z roku 1992.
V roce 1897 byla panem Vrbkou sepsána žádost na představenstvo obce o povolení výstavby nové jednopatrové budovy. Tato mu byla Protokolem následně povolena za podmínek, že: ?Budova musí svými základy založena býti na dostatečně únosné půdě a použíti se smí jen dobrého a trvanlivého materiálu. Podlaha budovy v přízemí zvýšená býti musí nejméně 30 cm nad říšskou silnicí a zdi pod touto podlahou proti spodnímu vlhku izolovány.?
V roce 1926 byla provedena projektová dokumentace na první rekonstrukci sestávající z půdorysu. Z řezu je patrné podsklepení domu, půdorys navazuje na současný tvar domu včetně tvaru průčelí domu. Značení materiálu zdí nadzemní části domu a suterénu je v PD shodné. Z této skutečnosti lze dovodit, že projektovaný stav byl takový, že kvalita i materiál suterénní stěny je shodný s materiálem stěn nad terénem. Pokud by tento podklad byl brán v úvahu při dalších projektových pracích kdykoli v následujících letech, projektant by se k suterénní stěně choval stejně jako ke stěnám v podlažích, tedy stěně stejných vlastností co do pevnosti, kvality, skladby.
V roce 1966 byl schválen projekt rekonstrukce (adaptace) obytného domu na sociální zařízení pro zaměstnance a administrativní komplex Obvodního podniku domovního hospodářství. Rekonstrukce zahrnovala provedení stavebních úprav ve dvou místnostech 1. PP. Půdorys 1. PP odpovídá až na malé výjimky dnešnímu stavu. Rekonstrukce nebyla ze statického pohledu příliš významná.
V roce 1992 vyprojektoval generální projektant nejrozsáhlejší rekonstrukci předmětného domu. Rekonstrukce byla provedena podle PD z ledna roku 1992 a obsahovala úpravu suterénu, nadzemních podlaží a krovu. Tehdejší majitel nemovitosti upravoval stavbu na kancelářskou budovu se sociálním zařízením, prodejnu, restauraci a podkroví na byt správce a kancelář ateliérového typu. V průvodní zprávě je popsáno, že stav budovy odpovídá charakteru údržby a je značně zanedbán. V Souhrnné technické zprávě je popsán stávající stav pouze třemi odstavci bez zmínky o vlhkosti stěn v suterénu. Byly údajně provedeny průzkumy stropních konstrukcí a krovu. Závěry průzkumu, který konstatuje napadení zhlaví některých trámů dřevokaznými houbami, nejsou promítnuty do PD a podle stanoviska projektanta měly být řešeny ?případ od případu? v době provádění prací. V technické zprávě je konstatováno, že dům je částečně podsklepen, obvodové a základové zdivo je cihelné a budova je dostatečně odizolována proti zemní vlhkosti podřezáním obvodového zdiva. Na tomto místě není patrné, o jaký rozsah jde, ale nejpravděpodobněji je myšleno od- izolování nadzemních podlaží od suterénních stěn. Stropní konstrukce tvořily dřevěné trámové stropy, jejichž fyzikální stav byl prozkoumán. Závěry průzkumu prokazují napadení dřevokazným hmyzem. Bylo dohodnuto postupné sanování poškozených části konstrukcí bez zahrnutí do PD. Tato rekonstrukce znamenala značné zásahy do nosných konstrukcí nemovitosti od 1. NP po krov. Některé prvky rekonstrukce nebyly provedeny, jako například anglický dvorek. Naopak projektované provedení nadpraží otvorů v suterénu neodpovídalo skutečnému stavu, jak bylo zjištěno po havárii. Jakýkoli statický, či stavebně technický průzkum a dále statický výpočet (propočet) konstrukcí nebyl k dispozici. Dá se tedy předpokládat, že nebyl součástí projektové dokumentace.

Havárie domu

K havárii domu došlo 14. listopadu 2003, kdy probíhaly další stavební úpravy. V tento den v 9.00 dodavatel požaduje účast projektanta na stavbě z důvodu zjištěné nerovnosti povrchu zdiva, na který bylo plánováno položení nopové fólie. Tato fólie vyžaduje rovný povrch. Výkopové práce jsou prováděny na základě ohlášení. Ručně prováděný výkop je (prozatím) pouze ze strany ul. Kollárovy, a to do hloubky cca 1,2 m. Později byl výkop v ulici Kollárově prohlouben až na 1,6 m (v prostoru HUP) a na konci rýhy (v sousedství navazujícího dřevěného objektu vrátnice) v sondě na takřka 2,0 m. Současně při výkonu autorského dozoru byla pořízena fotodokumentace.
Ve 14.45 žádá zástupce investora telefonicky projektanta o příjezd na stavbu, protože byly zjištěny trhliny v kanceláři v 1. NP ve spoji příčky a obvodového zdiva (obojí bylo obloženo sádrokartonem, trhlina byla u podlahy) a trhliny na omítce fasády. V 15.20 přijíždí projektant na stavbu. Po prohlídce stavby zevnitř i zvenčí byla při výkonu autorského dozoru pořízena fotodokumentace, projektant zastavuje práce na stavbě. Trhliny uvnitř domu byly nalezeny pouze v 1. NP, 2. NP bylo po vizuální kontrole neporušené.
V 16.00 rozhoduje projektant o řešení, které má zabránit dalšímu rozšiřování trhlin - okamžité zalití výkopu rychle tuhnoucím betonem. Tuto skutečnost zapisuje do stavebního deníku a současně doporučuje pracovníkům v budově opustit z preventivních důvodů tuto část budovy.
V 16.30 přijíždí první domíchávač. Trhlina mezi příčkou a obvodovou stěnou u podlahy v kanceláři v 1. NP byla v té době podle sdělení projektanta široká cca 20 mm.
V 16.45 je do výkopu vyprázdněn první domíchávač (levá část výkopu v ul. Kollárově). Po jeho odjezdu ze stavby dochází ke zřícení části budovy.
Zhruba v době od 17.00 do 3.30 probíhal zásah jednotek integrovaného záchranného systému (zabezpečily odstavení přípojek energií a zajištění prostoru). Nikdo nebyl zraněn.

Popis stavby po havárii

V období po havárii budovy bylo na základě Opatření PČR provedeno místní šetření za účelem zjištění stavu stavby a jejích konstrukcí po destrukci budovy v části od ulice Kollárovy. Vizuální prohlídkou byl zhodnocen především stav základového zdiva v 1. PP a zdiva nadzemních podlaží, jakož i stav suterénní zdi po destrukci poté, kdy byla obnažena za účelem posouzení příčin havárie.

Suterén
Suterén nebyl v době prohlídky nijak zabezpečen. O všech prostorách suterénu je nutné konstatovat, že na podlahách, stěnách (přizdívkách stěn) ani klenbách nebyly viditelné žádné poruchy statického charakteru, a to ani v sebemenším rozsahu. Jedinou informaci o destrukci poskytovala suť ve sklepních oknech (průvětrnících) a poškození suterénní zdi v místě přípojky plynu.

Nadzemní podlaží
V době prohlídky nebyly patrné nezavalené části výkopů provedené ve směru komunikace ulice 28. října - byly již zpětně zasypány z bezpečnostních důvodů. Konstrukce jsou zřejmé pouze z fotodokumentace. Podél komunikace ulice Kollárovy byla úroveň 1. NP pokryta stavební sutí ze zřícených částí budovy. Obvodové zdivo nadzemní části budovy bylo cihelné, ze strany dvora s viditelnými dutinami (provedeno jako komůrkové). Budova byla v úrovni stropů nad 2. NP stažena ztužidlem z pásové oceli, tzv. ankry. V úrovni stropu nad 1. NP toto ztužení chybí. Stropní konstrukce nad 1. a 2. NP byla provedena z dřevěných trámů a ocelových válcovaných nosníků profilu I. Na nosnících byly uloženy důlní pažnice a zality mazaninou z prostého betonu bez jakéhokoli vyztužení. Jeden ze stropních trámů v sutinách zřícené části budovy byl viditelně poškozen (prakticky znehodnocen) působením dřevokazného hmyzu. Spáry zdiva byly vyplněny, podobně jako u suterénního zdiva, tmavě šedou až černou hmotou, která je rukou lehce rozpojitelná. Obvodová stěna do ulice 28. října byla ve svislé rovině rozpojena - jako sendvič - chybnou vazbou, zatížením (přetížením konstrukce) a působením pravděpodobně dalších negativních vlivů. Kvalita cihel byla velmi špatná, o kvalitě malty se prakticky nedá hovořit. Po odtěžení stavební suti a opětovném výkopu podél obvodové suterénní zdi po úroveň podlahy suterénu mohla být provedena kontrola suterénního zdiva ve výkopech z ulice Kollárovy.
Narušení zdiva v 1. PP je ve svislé rovině, souběžné s ukončením betonové podlahy nad 1. PP. V některých místech narušení suterénního zdiva jsou viditelné jílové nevypálené cihly, tzv. ?vepřovice?, jiné cihly jsou přepálené. V každém případě byla kvalita zdicího materiálu velmi nízká a různorodá. Výplně spár byla provedeny tmavě šedou až černou hmotou, která byla v době havárie chemicky degradována na směs popílku, škváry a uhelného prachu. Výplně spár zdiva šlo lehce vyškrábat ostrým předmětem a často také prsty. Výplň spár byla na dotek mokrá. Cihly zdiva šlo lehce, poklepem kladívka, po částech oddělovat, ty, které byly přepálené, byly velmi tvrdé, avšak značně křehké. Při pádu zhruba z výšky 1 m se cihly samovolně rozbijí na několik nepravidelných dílů.
V místech kleneb nad suterénními okny byla viditelná místa, v nichž byla cihelná klenba stavebně upravována. Stavební úprava nadokenních kleneb byla provedena dobetonováním části kleneb nebo jejich úpravou cementovou maltou. Konstrukce kleneb nebyla úpravami doplněna a nebylo zajištěno provázání narušených částí klenby (pravděpodobně během rekonstrukce v roce 1992).
Na základě fotodokumentace vnější části suterénního zdiva, pořízené při provádění výkopových prací, tedy těsně před havárií, je nutné poukázat na další ohrožující prvky. V místě průchodu plynovodní přípojky a vodovodní přípojky suterénní zdí nebylo zdivo doplněno do původního průřezu. Konstrukce suterénní zdi nebyla opravena a byla prakticky oslabena bez náhrady - otvor není izolován ani zaslepen. Okolo potrubí plynu nebylo kamenné zdivo doplněno vůbec a okolo vodovodní přípojky byly cihly položeny ?na sucho?.
Podle fotodokumentace byly výkopy při úpravách těsně před havárií provedeny do hloubky zhruba od 1,2 m do 1,6 m od úrovně chodníku, v místě sondy na délce asi 0,6 m pak do hloubky 2 m, a to na konci stěny v ulici Kollárově. Výkop tedy nebyl hlubší než úroveň podlahy suterénu budovy. Hloubka výkopu 2 m prokazatelně není příčinou poruchy a následné havárie, protože v tomto místě se obvodová stěna budovy nezřítila a po havárii zůstala zachována do svého stržení.

Odběr vzorků
S ohledem na objektivní posouzení problému a komplexní náhled na příčiny havárie bylo dohodnuto, že bude proveden odběr vzorků zdiva a ty pak následně podrobeny laboratornímu vyhodnocení jak mechanicko-fyzikálních veličin a vlastností, tak chemickému rozboru hmot. Základové zdivo bylo tvořeno kamenným zdivem z kamene nepravidelných tvarů, vybíraného z hlušinových odvalů hlubinné těžby v Ostravské oblasti. Petrograficky je kámen hodnocen jako pískovec, prachovec a zpevněné břidlice. Kamenné základové zdivo je místy prokládané cihelným zdivem. Při obnažení základu stavby do hloubky cca 1,6 m od úrovně terénu v úseku Kollárovy ulice nebyla zjištěna vodorovná izolace a základové zdivo vykazuje vizuálně vysokou vlhkost. Spojovací malta základového zdiva byla tmavé barvy, drolivá, s vysokou vlhkostí. Ve spodní části obnaženého základu byla malta zcela rozrušená a základové zdivo má vzhled kamenné rovnaniny.

Statický výpočet budovy
Statický výpočet byl zpracován na základě zjištěných zatěžovacích podmínek stavby a mechanicko-fyzikálních vlastností materiálů a podloží. Výsledkem tohoto statického výpočtu je posouzení, které konstatuje, že stávající konstrukce budovy je nevyhovující v porovnání s jejím zatížením a rovněž tak podloží je přetíženo. Tento neutěšený stav je umocněn zejména poslední rekonstrukcí provedenou v roce 1992. Konstrukce stavby byla po statické stránce nevyhovující pro dané zatížení a je jen dílem náhody, že k destrukci nedošlo kdykoli dříve po roce 1992. K iniciaci havárie prakticky po více než deset let postačoval jakýkoli dominantní impulz, jako výbuch, důlní otřes, náraz dopravního prostředku, prudká změna hladiny spodní vody nebo například bouřlivější oslava.

Provedení hydroizolací

S ohledem na skutečnost, že již dříve bylo poukazováno na neutěšený stav suterénu objektu, bylo přistoupeno před havárií k provedení izolací suterénních stěn budovy. Provedení svislých hydroizolací bylo plánováno jako dílčí část projektu, jehož výsledkem mělo být vysušení suterénu. Na základě posouzení projektanta byla vybrána varianta provedení izolací v několika etapách, přičemž první etapa je zdokumentována v projektové dokumentaci.

Statické šetření
Důležitou skutečností je, že byl zvolen takový způsob sanace a provedení izolací, který nezasahuje do statiky stavby, tedy staticko-technické (zejména pak co se týká ?staticko?) řešení nebylo nutno zkoumat. Tento názor je podpořen v normě ČSN 73 0038 - Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách, kde v článku 4.1. - Zatížení je stanoveno bodem 4.1.1.: Při zjišťování zatížení působících na stávající i doplňující konstrukce v průběhu přestavby, popř. opravy a v průběhu budoucího předpokládaného využití se musí přihlédnout ke skutečnému provedení a stavu objektu a k jeho změnám způsobeným navrhovanou přestavbou nebo opravou.
Vzhledem ke skutečnosti, že nedocházelo provedením izolace například k oslabení stěny - provedení nezasahovalo do statiky stavby a nijak se nedotklo vlastních stěn, je bezpředmětné, aby se v dané fázi projektant zabýval statickým stavem konstrukce. Provedení izolace není zásahem do stavby ve smyslu statického působení, o čemž svědčí i fakt, že na provedení prací byl vydán souhlas stavebního úřadu - v případě, že by práce zasahovaly do statiky objektu, by bylo nutno tyto práce provádět v souladu se zákonem na stavební povolení.

Závěr posouzení

Nejpravděpodobnější příčiny havárie
Na základě skutečností uvedených výše, které se opírají o nezvratná fakta získaná studiem podkladů a výsledků provedených zkoušek, je nutné konstatovat, že ke zřícení části budovy č. p. 160/216 směrem do ulice Kollárovy v Ostravě-Mariánských Horách nejvíce přispěly stavební úpravy domu v období od roku 1926, v roce 1965 a především pak v roce 1992.
V roce 1992, těsně před tím, než stavba změnila majitele, byly provedeny zásadní stavební úpravy domu a změna užívání domu. Tato skutečnost vedla, mimo jiné, ke změnám užitného zatížení, a to nezanedbatelným způsobem.

Vliv prováděných stavebních prací (hydroizolací suterénních stěn) na havárii stavby
Destrukci části stavby iniciovalo několik faktorů v součtu jejich negativního působení. Jedním z faktorů, který inicioval vlastní destrukci, bylo provedení odkopů suterénních stěn budovy. Pokud by otázka na vliv provádění hydroizolací zněla v tom smyslu, zda provedení odkopů pro provádění hydroizolací má přímou souvislost s havárií, pak odpověď zní ano, provedení odkopů pro provádění hydroizolací má přímou souvislost s havárií. Avšak přímou souvislost mezi prováděním hydroizolací a zřícením objektu není možné najít. Hydroizolace a její provedení není zásahem do nosného sy- stému stavby, a tedy nemůže být příčinou takových změn, které iniciují poruchu konstrukce či dokonce havárii. Je také nutné připomenout, že konstrukce byla v neuspokojivém stavu z hlediska statické únosnosti. Zjednodušeně řečeno mohlo dojít k destrukci budovy dříve. Z tohoto důvodu není možno označit provádění hydroizolací za příčinu zřícení objektu.
Postup prací uvedený v projektové dokumentaci (odkopání - vyspravení povrchu stěny - provedení izolace - zasypání) byl v naprostém pořádku. Jedná se o naprosto rutinní postup bez zásahu do nosné konstrukce objektu, a tedy postup neohrožující statiku objektu lokálně nebo jako celku. Pro tento názor svědčí i skutečnost, že stavební úpravy byla prováděny ?na ohlášení? v souladu se stavebním zákonem a nebylo pro tyto práce vydáno stavební povolení.

¤ Celkový pohled na budovu z ulice Kollárovy

¤ Sklepní okno naproti schodišti - detail

¤ Obvodová stěna budovy

¤ Detail struktury zdiva ze zbořené části budovy

¤ Pohled na provedený výkop v ulici Kollárově - podrobnost struktury stěny suterénu

¤ Suterénní stěna v místě sklepního okna porušená smykem

¤ Porušení suterénní stěny v místě sklepního okna - celkový pohled