Zřícení konstrukce mostu během stavby v Ostravě s vážnými následky

Popis situace

V roce 1983 došlo při výstavbě mimoúrovňové křižovatky ke zborcení monolitické železobetonové desky, která měla tvořit rozšířený nájezd. V době zřícení bylo na desce 7 pracovníků, kteří prováděli její betonáž. Jeden pracovník byl usmrcen okamžitě (zasypán vrstvou betonu), druhý zemřel po několika měsících v nemocnici, další pracovník utrpěl těžké zranění. Škoda výrazně přesáhla hranici škody velkého rozsahu (tehdy 100 tis. Kčs).
Sklonitý nájezd z nižší do vyšší úrovně byl projektován částečně násypem, potom následovalo pole z prefabrikátů. Poslední, rozšiřující se pole, bylo navrženo monolitickou deskou, uloženou na jedné straně (od prefabrikovaných polí) na opěře, na druhé straně na pěti pilířích (obr. 2). Tloušťka desky byla 0,85 m, výška spodního líce nad terénem 5,75 až 6,0 m.
Podpěrná konstrukce bednění měla být původně provedena systémem PEINER, na základě rozhodnutí stavbyvedoucího (údajně z úsporných důvodů a po ?dobrých zkušenostech ze stavby podchodů pro pěší v Ostravě?) však byla provedena bez projektu, z trubek pro lešení, na kterých nahoře byly položeny dřevěné hranolky 0,14x0,14 m v osové vzdálenosti 0,75 m. Na hranolcích byly položeny ocelové čtverce 0,75x0,75 m, na tomto bednění pak výztuž (obr. 3). Na konci betonáže (betonována byla celá deska najednou během dopolední směny, po vrstvách) došlo k trychtýřovitému prolomení desky, jejímu posunutí dva metry do strany a zhroucení (obr. 1, 5).

Obr. 5. Stav po zhroucení mostního pole. Pohled z druhé strany.

Požadavky na znalce

Vyšetřovatel se rozhodl přibrat k vypracování znaleckého posudku o příčině havárie znalecký ústav II. oddílu seznamu znaleckých ústavů Ministerstva spravedlnosti. Tedy ústav, oprávněný podávat znalecké posudky ve složitých případech, vyžadujících zvláštního vědeckého posouzení. Konkrétně byl přibrán Ústav soudního inženýrství Vysokého učení technického v Brně, který koordinoval práci odborníků VUT. Vlastního zpracování se ujali prof. Ing. Adolf Fiala, CSc. a Ing. Milan Sečkář, CSc. Vyšetřovatelem byly znaleckému ústavu položeny následující otázky:

• Jaký vliv měla rychlost betonáže na zborcení monolitické desky, bez ohledu na stav podpěrné konstrukce a zda by na zborcení měla vliv kvalita betonové směsi?
• Jaký vliv měla rychlost betonáže na zborcení vzhledem k postavení konstrukce?
• Zda postavená opěrná konstrukce je běžná u tohoto druhu prací a zda je někde stanoveno, jaké konstrukce se při dané práci mají používat?
• V případě, že daná konstrukce nebyla v souladu s ČSN, případně s jinými platnými předpisy, stanovit proč nebyla a zda to mělo vliv na zborcení konstrukce?
• Rozebrat všechny možnosti přicházející v úvahu jako příčiny zborcení konstrukce?
• Zda použitá ocelová výztuž odpovídala příslušným předpisům a zda její kvalita mohla být příčinou zborcení (havárie)?
• Zda projekt konstrukce PEINER, který byl zpracován pro podobný SJV-most, byl použitelný v plném rozsahu při výstavbě posuzovaného JZ objektu a zda statický výpočet tohoto projektu by odpovídal daným podmínkám?
• Zda prováděcí projekt je úplný a odpovídá platným předpisům (bednění a ocelová výztuž) a zda zpracovatel prováděcího projektu byl povinen vypracovat projekt podpěrné konstrukce pod monolitickou desku?
• Zda použité trubkové lešení odpovídá příslušným předpisům a zda kvalita použitých trubek mohla být příčinou zborcení?
• Jiná důležitá zjištění znalců?

Obr. 2. Schematický půdorys zříceného mostního pole.

Obr. 3. Schéma umístění trámců na podpěrné konstrukci lešení.

Postup při zpracování znaleckého posudku

Znalci nejprve provedli prohlídku místa, kde však již byly veškeré následky havárie likvidovány. Zúčastnili se výslechu svědků a odběru vzorků lešenářských trubek a zpracovali návrh na doplnění podkladového materiálu, zejména o projektovou dokumentaci a stavební deníky. Potom byly systémově probrány všechny v úvahu připadající, příp. vyšetřovatelem požadované příčiny havárie:

• Podloží a podkladní fošny pod trubkami podpěrné konstrukce
  Podle výpovědi bylo podloží srovnáno, nebyl však žádný doklad o zhutnění. Z fotodokumentace navíc vyplynulo, že přinejmenším v okolí pilířů a opěry nebylo podloží ani srovnáno.
• Nánožky (ocelové roznášecí podložky)
  Bylo zjištěno, že byly použity i jiné než originální podložky, na nichž byly trubky osazeny excentricky. Nebyly tedy splněny požadavky ČSN 73 8107, čl. 18.
• Svislé trubky
  Materiál trubek u vzorků podrobených materiálovým rozborům odpovídal požadavkům;
  Trubky byly dle dokumentace, zejména fotografické, nastavovány i ve vzdálenostech výrazně vyšších než 400 mm od styčníku (ČSN 73 81077, čl. 40);
  Hustotu trubek nebylo možno zjistit z žádné dokumentace. Údaje ze svědeckých výpovědí byly seřazeny do tabulky, z níž byly odvozeny minimální a maximální hodnoty (0,45x0,75 m až 1x1 m). Z fotodokumentace bylo možno ověřit pouze u pilířků rozteč přibližně 1x1 m.
• Vodorovné trubky pod úložnými trámy
  Statickým výpočtem bylo ověřeno, že pro rozteč svislých trubek 0,80x0,80 m je únosnost trubek vodorovných 48 % únosnosti požadované, při rozteči 0,45x0,75 m nevyhovuje nastavená trubka, nenastavená vyhovuje.
• Spojovací prvky
  Stav nebylo možno po odklizení zjistit.
• Dřevěné trámce
  Byly podle výpovědi uloženy po 0,75 m tak, že jejich konce se vzájemně překrývaly. Na ně potom byly ukládány ocelové čtverce 0,75x0,75 m. Z obr. 4 je zřejmé, že muselo dojít k situacím, kdy čtverce na dřevěných trámcích byly uloženy jen velmi malou délkou.
• Ocelová výztuž desky
  Ve znaleckém posudku bylo konstatováno, že výztuž bez zatvrdnutého betonu nemá nosnou funkci.
• Kvalita a rychlost ukládání betonu
  Bylo konstatováno, že postup betonáže ve třech vrstvách byl správný, neboť tak se bednění s podpůrnou konstrukcí zatěžovalo rovnoměrně. Kvalita betonové směsi neměla vliv před zatvrdnutím a odbedněním.
• Lidský činitel
  Mohl přispět ke vzniku havárie ve více směrech, např. použitím nezpůsobilých spojovacích elementů u podložek, nedodržením způsobu montáže apod.

Důležitou částí bylo posouzení vhodnosti podpěrné konstrukce. Bylo třeba konstatovat, že podle ČSN 73 2400 čl. 62 se podpěrné konstrukce u konstrukcí s rozpětím větším než 10 m provádějí podle projektu, podle ČSN 73 8108, čl. 17 pak návrh (projekt) pomocné trubkové konstrukce i jejích základů musí být vždy doložen statickým výpočtem.
Ve smyslu výše uvedených rozborů byly zpracovány odpovědi na položené otázky. K projektu konstrukce PEINER pro SJV-most bylo konstatováno, že se jedná o konstrukci rozměrově i tvarově odlišnou od JZ objektu, takže nebylo možno jej použít. Bylo navíc konstatováno, že statický výpočet monolitické desky byl sice proveden neobvyklým způsobem, obsahoval chyby a nedostatky, tyto však neměly vliv na vznik havárie, poněvadž tato nastala již při betonáži.

Obr. 4. Varianty možného nastavení dřevěných trámců (hranolků). Čtvercová síť znázorňuje položení jednotlivých čtverců bednění 0,75x0,75 m na těchto trámcích.

Čtenáře prosíme o omluvení kvality obrázků, jež byly převzaty z původního znaleckého posudku z roku 1983, kdy ještě neexistovaly současné možnosti grafického zobrazování.

Použitá literatura
[1] Fiala, A., Sečkář, M.: Znalecký posudek ÚSI VUT v Brně č. A972. Brno, 1984.
[2] Bradáč A., Ošlejšek J.: Znalecká činnost ve stavebnictví. VUT v Brně - ÚSI, 1994. Učební text PGS. 187 stran.