Ocena i wnioski z przeprowadzonych badań ze wskazaniem najczęściej pojawiających się nieprawidłowości – Budowlane ABC – Ministerstwo Rozwoju i Technologii

Analizując zagadnienie niezawodności budynków wielkopłytowych podstawowym elementem oceny jest stan techniczny ścian zewnętrznych, w szczególności możliwość powstania zagrożenia wynikającego z konstrukcji połączenia warstw fakturowych ścian trójwarstwowych; dotychczasowe doświadczenia pozwalają twierdzić, że stan ten może być lokalnie niedostateczny z uwagi na występowanie nieprawidłowych łączników stalowych i nadmierne ich obciążenie.

Specyfikacje techniczne, w okresie wznoszenia „wielkiej płyty”, wymagały stosowania wieszaków ze stali odpornych na korozję lub stali zwykłych węglowych z naddatkami na korozję (system OWT), czasowo również dopuszczano stale zwykłe węglowe z powłokami cynkowymi lub aluminiowymi. Dotychczas przeprowadzone badania in situ wykazały, że na wieszaki stosowano również stale zwykłe, stale odporne na korozję, stale chromowe bez dodatków niklu oraz stale gatunku H13N4G9.

Rys. 9. Przykłady pęknięcia wieszaków stalowych warstwy fakturowej ścian zewnętrznych /źródło: M. Wójtowicz [8]/

Szczegółowe badania stanu łączników ścian trójwarstwowych pozwoliły stwierdzić, że głównym problemem w budownictwie wielkopłytowym był brak stali nierdzewnej właściwej jakości do wykonania połączeń ścian tj. wieszaków i szpilek. Wykonane badania w budynkach wielkopłytowych ujawniły pęknięcia wieszaków ze stali H13N4G9 (również kruche w wyniku korozji międzykrystalicznej) występujące w całym przekroju w miejscach zagięć i prostopadłe do osi prętów (rys. 9). Zastosowanie w łącznikach oszczędnościowej (przy zmniejszonej zawartości niklu do 4% i wprowadzeniu dodatku manganu) stali gatunku H13N4G9, przy nieprawidłowych procesach jej produkcji (brak odpuszczania i trawienia) i pomimo zachowania proporcji składu chemicznego, nie gwarantowało spełnienia wymagań w zakresie trwałości i wytrzymałości połączenia.

Z prowadzonych badań i dyskusji środowiskowych wynikają obecnie wątpliwości czy ściany trójwarstwowe, przed dodatkową termomodernizacją, powinny podlegać działaniom eksperckim czy obligatoryjnemu wzmocnieniu połączenia warstw ściennych i izolacyjnych dodatkowymi kotwami.

Badania diagnostyczne budynków wielkopłytowych, przeprowadzone przez ITB w latach 2016÷2018 w ramach projektu „Ocena bezpieczeństwa  i trwałość budynków wykonanych metodami uprzemysłowionymi”, pozwoliły pozytywnie ocenić stan bezpieczeństwa podstawowych elementów konstrukcyjnych analizowanych budynków.

Rys. 10. Widok elementów prefabrykowanych i ich zbrojenia podczas rozbiórki budynku wielkopłytowego /źródło: J. Szulc/

Przykładowa ocena stopnia korozji prętów zbrojeniowych w elementach prefabrykowanych i złączach konstrukcyjnych, przeprowadzona podczas badań in situ (obrazy z kamery inspekcyjnej – rys. 8) oraz podczas oceny makroskopowej przy kontrolowanej rozbiórce budynku wielkopłytowego w Bytomiu, pozwoliła dostrzec wyłącznie korozję powierzchniową o nieznacznym zasięgu (rys. 10). Badania laboratoryjne właściwości ochronnych betonu wypełniającego złącza konstrukcyjne (odczyn pH i zawartość jonów chlorkowych) wykazały wartości normowo dopuszczalne – rys. 11

Rys. 11. Wyniki badań laboratoryjnych właściwości ochronnych betonu wobec zbrojenia w złączach konstrukcyjnych

Dotychczasowe analizy statystyczne awarii i katastrof budowlanych również potwierdzają fakt, że w obszarze budownictwa uprzemysłowionego zagrożenia utraty nośności i/lub stateczności elementów ustroju konstrukcyjnego praktycznie nie występują. Obserwacje zaistniałych zdarzeń pozwalają twierdzić, że zagrożenia w budynkach wielkopłytowych mogą wynikać z pojawiających się oddziaływań o charakterze wyjątkowym np. w wyniku awarii instalacji gazowych, elektrycznych i innych.

Oceny trwałości budynków, ze względu na konieczność uwzględnienia korelacji wielu czynników agresywnych, stanowią złożone i trudne zagadnienie. Dotychczasowe doświadczenia z awarii i katastrof (wybuchów gazu i destrukcji części ścian) wskazują, że konstrukcje budynków wielkopłytowych, z uwagi na okres użytkowania, zostały zaprojektowano w sposób prawidłowy. Istotnym problemem dla oceny trwałości mogą być szczegóły niewłaściwego wykonania prefabrykatów oraz ich montażu, który w okresie wznoszenia „wielkiej płyty” znacząco odbiegał od zasad zapewnienia jakości podczas realizacji robót budowlanych.

Wieloletnie doświadczenia wskazują, że trwałość budynków określoną jako zdolność budynku do spełniania wymaganych funkcji przez określony czas w warunkach oddziały-wania czynników środowiskowych można ocenić powyżej 50 lat, z zastrzeżeniem dla tych elementów, w których dostrzec można efekty błędów produkcji prefabrykatów, ich montażu, stosowania niewłaściwych materiałów oraz zaniedbań konserwacyjnych i naprawczych (podczas remontów bieżących i kapitalnych).

PODSUMOWANIE

• Wyniki przeprowadzonych badań diagnostycznych budynków wielkopłytowych (ok. 400 obiektów) wykazały brak zagrożenia bezpieczeństwa dla podstawowych elementów ustroju konstrukcyjnego; z uwagi jednak na losowy charakter potencjalnie możliwych nieprawidłowości, budynki wielkopłytowe powinny być objęte szczególną ochroną np. w ramach obowiązkowych kontroli okresowych; w przypadku dostrzeżenia uszkodzeń o charakterze strukturalnym należy bezzwłocznie podjąć działania naprawcze/wzmacniające.
• Badania laboratoryjne złączy konstrukcyjnych wykazały zachowanie ich właściwości wytrzymałościowych – przyjętych w założeniach projektowych katalogowych systemów wielkopłytowych. Pozytywnie oceniono właściwości ochronne betonu/zaprawy względem zbrojenia złączy.

Obserwacje i badania materiałowe łączników ścian trójwarstwowych wskazały na możliwość wystąpienia niekontrolowanego ich uszkodzenia. Naprawy lub wzmocnienia tych elementów mogą być dokonywane przy zastosowaniu rozwiązań systemowych podczas prowadzeniu prac termomodernizacyjnych.