Statické zajištění kostela v Orlové

Kostel je situován v místě s dlouhodobě působícími vlivy hlubinného dobývání na zemský povrch (obr. 3). V roce 1982 bylo provedeno statické zajištění kostela proti vlivům poddolování, a to prostorovým stažením pomocí ocelových válcovaných profilů. Z důvodu značného statického poškození - množství trhlin v zejména klenbách (obr. 5 až 8) a také z důvodu dalších výhledových účinků poddolování bylo třeba provést jeho nové statické zajištění, které bylo realizováno v roce 2005.Statické zajištění kostelaV souladu s ČSN 73 0039 bylo provedeno stažení kostela pomocí ocelových předpjatých lan v několika výškových úrovních:a) v úrovni základů (po obvodě kostela byl proveden železobetonový věnec (obr. 9), spřažený s původními základy. V místech založení pilířů byl propojen podélnými a příčnými táhly uvnitř objektu. Věnec i táhla byla následně předepnuta pomocí ocelových předpínacích lan. Vyztužení a velikost předpětí ve věnci i v táhlech byly navrženy na základě vypočtených smykových napětí a smykových sil v základové spáře a na bocích základů podle ČSN 73 0039 v závislosti na příslušných hodnotách vodorovného poměrného přetvoření e),b) v úrovni +3,700 až +5,200 (tedy v oblasti pod úrovní parapetů velkých oken),c) v úrovni +5,950 až +10,100. Lana v úrovni +5,950 byla navržena v patách hlavních klenebních oblouků nad kostelní lodí za účelem jejich fixace a jsou vedena vnitřkem ocelových rozpěr.Stažením kostela pomocí ocelových předpjatých lan je vyřešena jak sanace stávajících statických poruch, tak také jeho preventivní zajištění proti výhledovým účinkům poddolování (spojitým přetvořením terénu, vodorovnému poměrnému přetvoření e a poloměru zakřivení Rmin). S ohledem na památkový charakter objektu bylo použito převážně zapuštěných kotev, které jsou ukryty pod omítkou. Pro stažení kostela bylo třeba více než 1 300 m lan.Před prováděním stažení bylo nutno odstranit širokou železobetonovou římsu umístěnou nad horními okny (obr. 1), v níž byly situovány ocelové válcované profily a která byla provedena dodatečně v rámci statického zajištění v roce 1982.Byla provedena sanace vodorovných tlakových trhlin, které se vyskytly v některých zděných pilířích, pomocí ocelové bandáže (obr. 10), čímž se zvýšila i jejich únosnost. Při naklonění objektu kostela následkem účinků poddolování totiž dochází také k redistribuci svislých sil působících na svislé nosné konstrukce, tedy i na zděné pilíře, které přenášejí zatížení od kleneb.Trhliny ve stěnách byly sanovány rovněž stahováním pomocí vysokopevnostních ocelových prutů. Obr. 11 | Ocelová výztuž podélných a příčných táhel v úrovni základů uvnitřObr. 12 | Držáky ve zdivu s lanyObr. 13 | Osazování zapuštěné kotvy do zdivaPorušené klenby byly sanovány následovně:a) trhliny byly vyspraveny vyklínováním tlakovou injektáží vysokopevnostní pryskyřicí s nízkým stupněm napěněníb) do podpor klenebních pásů v příčném i podélném směru byla v rámci stažení celého objektu kostela umístěna předepjatá lana v ocelových rozpěráchZajištění věže, která je rovněž nakloněna, bylo řešeno pouze částečně, a to v její dolní části. To proto, že vzhledem k její výšce a poloze těžiště nebylo možno věž žádným způsobem ukotvit. Objekt kostela je periodicky měřen a v případě vyššího náklonu věže v důsledku výhledových účinků poddolování bude nutno, v závislosti na konkrétní hodnotě naklonění, provést vhodná opatření.Vzhledem k tomu, že zvony, jež jsou ve věži umístěny, vyvozují při zvonění poměrně velká dynamická zatížení, která se projevují zvýšenými hodnotami svislých a vodorovných reakcí v jejich závěsech, jenž se posléze skrze zvonovou stolici přenášejí do zdiva věže, je možno určitými úpravami na zvonech dosáhnout zmírnění těchto dynamických účinků a tím i snížení namáhání zdiva věže v případě jejího většího náklonu. Obr. 14 | Zainjektované trhliny v klenbáchObr. 15 | Kostel v Orlové - boční pohled (nový stav)Obr. 16 | Kostel v Orlové - čelní pohled (nový stav) naklonění kostela zapříčiněné účinky poddolávání zůstáváPřicházejí v úvahu tyto možnosti: snížení úhlu maximálního rozkyvu zvonů, úprava závěsu zvonu (zkrácení vzdálenosti mezi těžištěm zvonu a osou jejich závěsu), převěšením zvonů do nižší výškové úrovně, zvonění jen jedním zvonem, nepoužívání zvonů v době maximálního náklonu věže.Svého času byl zpracován také projekt na snesení věže. S ohledem na památkový charakter kostela je však nutno toto opatření chápat pouze jako krajní možnost.Pokud jde o naklonění kostela, bylo zde provedeno pouze vyrovnání podlahových konstrukcí.Naklonění kostela jako celku nebylo řešeno z následujících důvodů:a) s ohledem na výhledové vlivy poddolování by byla případná rektifikace, pokud by byla vzhledem ke hmotnosti objektu kostela a jeho konstrukci možná, naprosto zbytečná.b) rektifikace metodou DMT je s ohledem na hmotnost a konstrukci objektu kostela neproveditelná. Metoda DMT je také v současné době v ČR zřejmě již nedostupná.V budoucnu, po ukončení hlubinného dobývání a po konsolidaci terénu po proběhlých důlních vlivech, by teoreticky bylo možné řešit naklonění kostela pomocí metody zlepšování vlastností základové půdy a injektážního tlaku.Uvedené statické zajištění kostela řeší sanaci stávajících trhlin ve zdivu a zároveň preventivní zajištění kostela proti výhledovým účinkům poddolování. Pokud však jde o zajištění proti účinkům poddolování, jedná se o spolehlivé zajištění proti spojitým deformacím terénu (vodorovnému poměrnému přetvoření e a poloměru zakřivení Rmin). Z technického hlediska však není možné řešit problém naklonění (i).Pokud by se v budoucnu v místě kostela vyskytly nespojité deformace terénu (terénní stupeň, trhlina, terénní vlna, propadlina), pak míra účinnosti zmíněného statického zajištění závisí na typu nespojité deformace a její velikosti. Totéž platí pro případný výskyt důlních otřesů. To proto, že v současné době není známo technické řešení, kterým bychom byli schopni spolehlivě zajistit zděné objekty proti jakékoliv velikosti libovolného typu nespojitého přetvoření terénu či důlního otřesu o vysoké intenzitě. Problém spočívá v tom, že nespojité deformace vnášejí do konstrukcí přídavná namáhání, která v nich vyvozují vnitřní síly o vysokých hodnotách. Totéž lze principiálně říci o důlních otřesech, které mají navíc dynamické účinky. Obr. 17 | Táhla v patách kleneb (nový stav)Obr. 18 | Táhla v patách kleneb v místě balkonu (nový stav)Obr. 19 | Pohled na prostor v místě varhan (nový stav)Ing. Jaromír MalásekDoc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.Příspěvek byl vypracován za finančního přispění MŠMT, projekt 1M6840770001, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS.Literatura:[1] ČSN 73 0039 Navrhování objektů na poddolovaném území (1989)[2] Solař J.: Rektifikace budov v poddolovaném území. Beton a zdivo č. 2/1995[3] Verfel J.: Injektování hornin a výstavba podzemních stěn. MÚS Bradlo Bratislava, 1992Psáno pro časopis Střechy, Fasády, Izolace.Veletrh Střechy Praha a výstava Úspory energií - přípravy vrcholí... | Specialista na střešní hydroizolace | Pokrývačské mistrovství 2006 vyhodnoceno | Nová generace ventilačních turbin | Co nevíme o titanzinku? | Kupujte pouze kvalitní výrobky | Šikmé a pohledové střechy | Statické zajištění kostela v Orlové | Střechaři se sešli na kongresu IFD v Krakově | Nejvýznamnější odborný veletrh evropského stavebnictví | Dotepľovanie striech - legislatíva - projekty | Ochranné desky pro stavbu z recyklovaného gumového granulátu | Kvalitní fólie se dobře zpracovávají i slouží | Veletrhy se stavební tématikou | Obnovy plochých striech panelových bytových domov