ekspertyza techniczna dla budynku zamku w polczynie zdroju

EKSPERTYZA TECHNICZNA DOTYCZĄCA PRZYCZYN ZARYSOWAŃ
I SPĘKAŃ KONSTRUKCJI BUDYNKU ZAMKU W POŁCZYNIE - ZDROJU,
UL. ZAMKOWA, DZIAŁKA NR 28, ORAZ SPOSOBU JEGO WZMOCNIENIA
OPRACOWANIE:
OBIEKT:
BUDYNEK ZAMKU
POŁCZYN ZDRÓJ, UL. ZAMKOWA, DZIAŁKA NR 28
BRANśA:
INWESTOR:
KONSTRUKCYJNA
GMINA POŁCZN - ZDRÓJ
78 -320 POŁCZYN - ZDRÓJ, PL. WOLNOŚCI 3 - 4
JEDNOSTKA PROJEKTOWA:
PRACOWNIA PROJEKTOWA
UL. CHODKIEWICZA 7
75 - 670 KOSZALIN TEL. 346 67 66
FAX 346 67 65
OPRACOWAŁ:
MGR INś. MAREK DUTKA
UPRAWNIONY W ZAKRESIE
PROJEKTOWANIA i WYKONAWSTWA
Z § 6 USTĘP 1 PKT 1 i 2 KN - 139/72
SPRAWDZIŁA:
MGR INś. ELśBIETA MARZEC - DRUśBA
UPRAWNIENIA BUDOWLANE
W ZAKRESIE PROJEKTOWANIA
Z § 6 USTĘP 1 PKT 1 NR 181/73
KOSZALIN, 01.2009 R.
2
1.0 PODSTAWA OPRACOWANIA
Ekspertyzę techniczną dotyczącą przyczyn zarysowań i spękań konstrukcji budynku
Zamku w Połczynie - Zdroju przy ul. Zamkowej, oraz sposób jego wzmocnienia
opracowano na zlecenie Gminy w Połczynie- Zdroju nr GG-2212/21/2007
z dnia 07.07.2008 r.
Do pracowania wykorzystano:
- dokumentację geotechniczną opracowaną przez , Przedsiębiorstwo Realizacji
Inwestycji "Kret", 2007 r.
- inwentaryzację budowlaną dla potrzeb projektowania opracowaną 2007 r
- studium historyczne zamku opracowane przez Pracownię Konserwacji Zabytków
w Szczecinie w 1961 r.
- obserwację przedmiotowego obiektu
- obowiązujące normy, warunki techniczne wykonania robót budowlanych
oraz obowiązujące przepisy
2.0 ZAKRES I CEL OPRACOWANIA
Celem opracowania jest ustalenie przyczyn zarysowań i spękań konstrukcji budynku
Zamku oraz wpływu tych odkształceń na dalszą jego eksploatację.
Opracowanie obejmuje równieŜ sposób wzmocnienia konstrukcji.
W ramach opracowania dokonano obserwacji stanu technicznego budynku w czasie
wykonywania pomiarów w listopadzie i grudniu 2007 r. oraz obecnie lipcu 2008r.
3.0 OPIS OGÓLNY BUDYNKU ZAMKU
Budynek Zamku posiada dwie kondygnacje nadziemne i jest podpiwniczony.
Według opracowanej Opinii Historycznej budynek w pierwotnej formie mógł
powstać pod koniec XIII wieku.
3
Otaczająca rzeka, bagna torfowe oraz mury obronne wraz zamkiem broniły
dostępu uzbrojonej konnicy do miasta.
Fundamenty, ściany podziemia oraz stropy piwnic wykonane były z głazów
polodowcowych i cegły ceramicznej, murowanych na zaprawie glinianej i wapiennej.
W pierwszym etapie ściany kondygnacji nadziemnej oraz ich stropy wraz z dachem
były prawdopodobnie wykonane jako drewniane.
Budynek był kilkukrotnie palony.
Obecna forma bryły budynku pochodzi z końca XVIII wieku.
Droga prowadząca do Zamku zdolnego poziomu, została ukształtowana w zboczu
wzniesienia.
W okresie po II wojnie światowej budynek zaadaptowano na mieszkania.
W latach siedemdziesiątych po przekwaterowaniu mieszkańców budynek przeszedł
remont kapitalny i do dziś pełni funkcję Miejskiego Ośrodka Kultury.
4.0 OPIS ISTNIEJĄCEJ KONSTRUKCJI BUDYNKU ORAZ JEJ STAN
TECHNICZNY
4.1 DACH
Dach pokryty jest dachówką.
Konstrukcja krokwiowo - płatwiowa, drewniana, wielospadowa.
Przewody kominowe murowane, ceglane.
Obróbki blacharskie z blachy miedzianej i ocynkowanej.
Stan techniczny pokrycia, konstrukcji drewnianej, kominów i obróbek blacharskich
jest średni.
4
4.2 ŚCIANY BUDYNKU
Ściany konstrukcyjne kondygnacji nadziemnych budynku zostały wymurowane
z cegły ceramicznej grubości 25 do 100 cm
Ściany kondygnacji piwnicznej z kamienia narzutowego polodowcowego i z cegły
ceramicznej.
Na ścianach widoczne są zarysowania i spękania które w większości
zlokalizowane są na kondygnacji I piętra i parteru.
Ściany kondygnacji piwnicznej w części zasadniczej budynku nie wykazują
zarysowań i spękań.
W części oddzielonej bramą wjazdową w której zlokalizowana jest kotłownia
widoczne są zarysowania i spękania ścian piwnic.
W części budynku widoczne są takŜe odkształcenia ścian od pionu.
W przewaŜającej części budynku odchyłki te mają małą wartość i ocenia się je
na 2 do 5 cm i zlokalizowane są na kondygnacji I piętra.
W jednym przypadku w części ściany nad drogą dojazdową odchyłka ściany
od pionu jest znacząca i wynosi maksimum 12 cm
Wychylenie tej ściany rozpoczyna się od stropu nad parterem i osiąga swoje
maksimum pod dachem.
Biorąc pod uwagę grubość tej ściany 100 cm w piwnicy i 80 cm na parterze i I piętrze
oraz ograniczony zakres wychylenia na długości - stateczność tej ściany jest obecnie
zachowana.
Analizując strukturą zarysowań i spękań oraz warunki geologiczne ustalono
5
następujące przyczyny ich powstania:
1. na przestrzeni wieków budynek był odbudowany kilkukrotnie po spaleniach
i zniszczeniach na róŜnych rodzajach fundamentów i na róŜnych głębokościach.
2. sama konstrukcja fundamentów z kamienia lub cegły na zaprawie glinianej lub
wapiennej słabo zabezpiecza ściany przed nadmiernymi odkształceniami.
3. fundamenty nie mają wyliczonej szerokości i dlatego niejednorodny rozkład
napręŜeń na grunt nawet przy dobrym podłoŜu gruntowym moŜe wywoływać
odkształcenia w ścianach
4.
róŜnorodne wielkości obciąŜeń stropów w poszczególnych częściach budynku
5.
konstrukcja ścian bez wieńców stropowych i bez skotwienia belek stalowych
6.
odkształcenia termiczne belek stalowych stropowych wywołane duŜymi
zmianami temperatury
7. rozpór więźby dachowej o duŜej wysokości szczególnie w naroŜnikach budynku
gdzie jest ona niesymetryczna
Wielkość oddziaływania poszczególnych czynników jest róŜna i wywołuje
odkształcenia które moŜna ocenić wizualnie.
W zasadniczej bryle, pomijając kotłownię, ściany piwnic nie wykazują zarysowań
i spękań które pojawiłyby się od osiadania w przypadku słabego podłoŜa
gruntowego, osiadania skarpy lub przekroczonych napręŜeń na grunt.
Z tego wynika Ŝe czynniki określone w pkt. 1 do 4 nie mają istotnego znaczenia
na odkształcenia budynku.
Odkształcenia ścian kondygnacji I piętra i w mniejszym stopniu ścian parteru
są spowodowane czynnikami określonymi powyŜej w pkt. 5 do 7, czyli brakiem
kotwień, odkształceniami belek temperaturą i rozporem więźbą dachową.
W pozostałej części budynku tam gdzie jest zlokalizowana kotłownia ściany
nie wykazują nadmiernych odchyleń od pionu ale są zarysowane na wszystkich
6
kondygnacjach łącznie z piwnicami.
W tej części budynku występują duŜe obciąŜenia od księgozbioru w biblotece.
Zarysowania ścian na wszystkich kondygnacjach w tej części będą się pojawiać bo są
spowodowane czynnikami opisanymi powyŜej w pt. 1 do 7
4.3
STROPY
Stropy nad piwnicami wykonane są jako sklepienia krzyŜowe z kamienia i z cegły
ceramicznej na zaprawie wapiennej i częściowo cem - wap.
W zasadniczej części budynku strop piwnic nie wykazuje zarysowań i nadmiernych
ugięć, jego stan techniczny jest dobry.
W części budynku nad kotłownią występuje równieŜ sklepienie krzyŜowe jednak
zauwaŜa się na nim drobne zarysowania które wymagają drobnych napraw.
Stan techniczny tego stropu uznano jako średni.
Stropy kondygnacji nadziemnych wykonane są z belek stalowych dwuteowych.
Wypełnienie stanowią płyty Ŝelbetowe oraz cegła ceramiczna.
Stropy te zostały wykonane podczas remontu kapitalnego przeprowadzonego w latach
siedemdziesiątych.
Na stropach nie stwierdzono nadmiernych ugięć jednak w bibliotece występują
drobne zarysowania w miejscach oparcia belek na murze
świadczące o duŜych obciąŜeniach w tych pomieszczeniach, oraz zarysowania
termiczne.
Stan techniczny stropów kondygnacji nadziemnych uznano za średni.
7
4.4
SCHODY
Schody drewniane prowadzące na piętro w holu głównym drewniane policzkowe.
Schody wewnętrzne posiadają róŜne wysokości stopni i wymagają
wykonania nowego obłoŜenia konstrukcją drewnianą.
RównieŜ balustrady tych schodów naleŜy wymienić.
Schody prowadzące do piwnicy Ŝelbetowe.
Stan techniczny tych schodów uznano za średni.
4.5 FUNDAMENTY
Na podstawie wykonanych odkrywek ustalono, Ŝe budynek został posadowiony na
fundamentach ceglanych i kamiennych.
Fundamenty zalegają na głębokości średnio 2.0 m poniŜej terenu i nie wyklucza się
innych fundamentów poniŜej tego poziomu.
Budynek nie wykazuje nadmiernych osiadań lub innych uszkodzeń związanych
z posadowieniem lub statecznością skarpy.
Stan techniczny fundamentów uznano jako średni.
5.0 ELEMENTY WYKOŃCZENIA BUDYNKU
Ściany i stropy wewnątrz budynku posiadają tynki cem- wap
Posadzki drewniane w sanitariatach terakota.
Stolarka okienna i drzwiowa drewniana oraz PCV.
Tyki zewnętrzne cem- wap malowane farbami emulsyjnymi.
Stan techniczny elementów wykończeniowych jest zróŜnicowany w budynku,
elewacja wymaga odnowienia.
8
6.0 INSTALACJE
W budynku występują instalacje wod - kan, co, elektryczna i gazowa.
7.0 WARUNKI GRUNTOWO - WODNE
Warunki gruntowo - wodne zostały określone w dokumentacji geotechnicznej
opracowanej przez , Przedsiębiorstwo Realizacji Inwestycji "Kret", 2007 r.
W podłoŜu budynku zalegają piaski drobne o średnim stopniu zagęszczenia ID = 0.35
oraz piaski gliniaste o średnim stopniu plastyczności IL = 0.35
Nad gruntami nośnymi zalegają nasypy.
Nie wyklucza się zaleganie soczewek gruntów nie skonsolidowanych pod
fundamentami.
NaleŜy zaznaczyć Ŝe przedmiotowy budynek posiada głębokie piwnice
i dlatego oddziaływanie fundamentu na grunt ma znikomy wpływ na stateczność
skarpy powyŜej przebiegającej jezdni asfaltowej.
Zalegające podłoŜe skonsolidowane o podanych parametrach przeniesie przekazane
przez fundamenty obciąŜenia.
8.0 PROPONOWANE SPOSOBY WZMOCNIENIA BUDYNKU
Zakres prac wzmacniających uzaleŜniony będzie od przyjętego sposobu wzmocnienia
konstrukcji.
W celu wyeliminowania duŜych termicznych odkształceń belek stalowych stropu
I piętra proponuje się wykonać dodatkowe ocieplenie tego stropu wełną mineralną
grubości 10 cm wraz z podłogą drewnianą.
Zabezpieczenie to skutecznie ograniczy termiczne odkształcenia stropu
9
a dodatkowo zmniejszy zuŜycie energii cieplnej z kotłowni.
Obecnie górne nie ocieplone półki dźwigarów stalowych są naraŜone zimą na
temperaturę - 30 stopni Celzjusza natomiast latem na + 30 stopni.
RóŜnica temperatur wynosi 60 stopni a to jest bardzo duŜo i przy belce stalowej
o długości 8.0 m daje odkształcenie cykliczne w dzień i w nocy oraz zimą i latem
w granicach 8 mm
Wykonanie tego ocieplenia stropu I piętra moŜe całkowicie usunąć odkształcenia
ścian od pionu oraz ich rysowania się poniewaŜ jest to podstawowa przyczyna
ich powstawania.
Dodatkowo w celu zrównowaŜenia sił od rozporu więźby dachowej naleŜy wykonać
w poziomie stropu I piętra ściągi stalowe przez całą szerokość budynku
które rozłoŜą siły poziome na ściany porzeczne budynku.
Nie wyklucza się wykorzystania do tego istniejących belek stalowych, jednak w tym
przypadku zachodzi potrzeba wykonania połączeń spawanych które przy istniejącym
ociepleniu styropianem wraz z pyłem na poddaszu stwarzają duŜe zagroŜenie
poŜarowe i wymagają uwzględnienia tego w projekcie.
Średnice ściągów oraz ich lokalizację i rozstaw wymagają rozliczenia sił
i będą określone w projekcie budowlanym wzmocnienia.
NaleŜy zaznaczyć Ŝe w omawianym budynku będą powstawać pojedyncze
rysy które moŜna będzie w łatwy sposób w trakcie malowania usunąć.
Odkształcenia masywnych ścian od pionu jest trudne do usunięcia i wymaga
przemurowania takiego fragmentu ściany.
10
Przemurowanie moŜe odbywać się fragmentami i nie na całą grubość przegrody.
Ze względu na duŜą grubość ścian odkształconych moŜliwe jest równieŜ
pozostawienie ich w obecnym wychyleniu do czasu wykonywania remontu
o większym zakresie lub w przypadku zmiany sposobu uŜytkowania tego budynku.
Rysy w ścianach przed pomalowaniem zabezpieczyć nawiercając otwory o średnicy
d = 20 mm na głębokość 30 cm w rozstawie co 35 cm i wypełniając je klejem
hilti lub zaprawą cementową klejącą marki Weber.
W celu sprawdzenia dokonanych załoŜeń proponuje się na ścianach budynku
załoŜenie czterech reperów roboczych które pozwolą dokładnie pomierzyć
wielkość osiadania budynku.
Istniejącą skarpę od strony drogi asfaltowej obłoŜoną głazami skalnymi uznaje się za
bezpieczną jednak naleŜy dbać o prawidłowe odprowadzenie deszczówki z dachu
i otaczającego budynek terenu.
Powstające ubytki w obłoŜeniu skarpy głazami spowodowane wypłukaniem przez
wodę naleŜy uzupełnić zaprawą cementową.
9.0 WNIOSKI I ZALECENIA KOŃCOWE
Po analizie parametrów podłoŜa gruntowego oraz przeglądzie technicznym
konstrukcji budynku Zamku w Połczynie - Zdroju stwierdza się:
- podstawową przyczyną zarysowań ścian oraz ich odchyleń od pionu są duŜe
odkształcenia termiczne stalowych belek w stropie I piętra i parteru
- duŜy wpływ na odchylenia ścian i zarysowania ma równieŜ więźba dachowa
szczególnie w załamaniach budynku gdzie dźwigary dachowe tworzą schemat
statyczny niesymetryczny
- pomieszczenia biblioteczne mają duŜe rozpiętości i pomimo Ŝe belki stalowe
11
wytrzymują obciąŜenia i nie posiadają nadmiernych ugięć, filarki ścienne są
przeciąŜone i powstają spękania
- istniejące zarysowania budynku i odkształcenia ścian nie są wywołane
odkształceniami skarpy
- odkształcenia termiczne stropu I piętra moŜna usunąć wykonując na nim izolację
termiczną i podłogę - patrz opis pkt 9
- siły poziome od więźby naleŜy przenieść na ściany poprzeczne wykonując stalowe
ściągi
- pomieszczenia biblioteczne w tym budynku mają juŜ bardzo duŜe obciąŜenia
które będą się powiększać, naleŜy liczyć się z koniecznością przeniesienia tych
pomieszczeń do innego budynku
- zaleca się zmianę sposobu wykorzystania pomieszczeń bibliotecznych np. na sale
klubowe lub restauracyjne
- w celu kontroli wielkości osiadania ścian budynku zaleca się zamontowanie
kontrolnych reperów
- powstałe zarysowania i odkształcenia ścian obecnie nie zagraŜa bezpieczeństwu
budynku
Wzmocnienie ścian przedmiotowego budynku wymaga opracowania projektu
budowlanego.
MAREK DUTKA
ZAŁACZNIKI:
-
dokumentacja fotograficzna szt 12