Stanisław Zawada
Problem wzmacniania spękanych
murów i sklepień w obiektach
zabytkowych
Ochrona Zabytków 17/4 (67), 37-39
K
O
M
U
N
I
K
A
T
Y
,
D
Y
S
K
U
S
J
E
STANISŁAW ZAWADA
PROBLEM WZMACNIANIA SPĘKANYCH MURÓW 1 SKLEPIEŃ W OBIEKTACH ZABYTKOWYCH*
D uże w y m ia ry w planie, skom plikow any k sz ta łt b ry ły arch itek to n iczn ej o raz sk lepienia i łuki c eg lan e o znacznych rozpiętościach powo d u ją , że b u d y n k i zabytkow e są bardzo czułe na n ieró w n o m iern e osiadanie. N ajb ard ziej czułym e le m en te m budow li są sk le p ie n ia .1 Z uw agi na ich dużą sztyw ność p rze strz e n n ą i kruchość m a te ria łu budow lanego (sklepienia m u row ane) są one bardzo m ało odpo rn e zarów no n a nierów no m ie rn e ru c h y pionow e podłoża, jak i na ru c h y poziome. Poza ty m w p rzy p ad k u uszkodzenia sklepień, o dłam ki sp a d ają ce z dużej w ysokości stanow ić m ogą pow ażne zagrożenie osób p rze b y w ający ch w obiekcie.
PRZY CZY N Y N IER ÓW N OM IERN EG O O SIA DA N IA
«
N ajczęściej przyczy n ą pionow ych ru chó w ob iek tó w zabytkow ych jest zm iana w a ru n k ó w w odnych tere n u . Z m iana poziom u w ody g ru n tow ej lu b p rzed o staw an ie się pod fu n d am e n ty w ody opadow ej, bądź też w ody z uszkodzonych przew odów w odociągow ych i k an alizacy jn y ch pow odują n a ru sz e n ie s tr u k tu r y g ru n tu i w kon sek w en cji nieró w n o m iern e osiadanie budow li oraz p ęknięcia ścian i sklepień. W większości p rzy p ad k ó w nie są one groźne i w raz z zan ika niem osiadania budow la p rz e sta je pękać. P o ja w ienie się pękn ięć n a ścianach i sk lep ieniach w 'w yniku nierów nom iernego osiadania w skazuje, że budow la dosto so w u je się do now ych w łaści wości g ru n tu . N ato m iast w p rz y p a d k u ciągłego n a ru sz a n ia s tr u k tu r y g ru n to w ej niezabezpiecze- n ie w porę budow li spow odow ać m oże jej po w ażn e zagrożenie.
Na te re n a c h szkód górniczych p ow ażnym za g rożen iem budow li zabytkow ych są poziom e ru c h y te re n u , (tzw. p ełzan ie teren u ). Z reg u ły w b u do w lach zabytkow ych pęk n ięcia m u rów i sk le p ie ń p o w stają w n a stę p stw ie zam akania podłoża g run tow eg o w odą opadow ą. B rak r y
* W kom u n ik acie om ów iono sposoby w zm a cn ia n ia sp ę k a n y c h m u ró w i sk le p ie ń zasto so w a n e w z a b y t k o w y ch o b ie k tac h w w o jew ó d z tw ie opolskim i k a to w ickim . B yły rto p rze w a żn ie kościoły, zam ki i ratu sz e.
nien i r u r sp ustow ych lu b ich nieodpow iedni s ta n pow oduje przed ostaw anie się w od y opado
wej pod fu n d a m e n ty i n a stę p n ie rozluźnienie oraiz w ym yw anie cząstek g ru n tu . R ów nież u k sz ta łto w an ie te re n u ze sp a d k ie m k u budow li sp rz y ja zam ak an iu podłoża. N iekied y m am y do czynienia z lo k aln y m o b n iżen iem te re n u pod obiektem na s k u te k ru c h u w o d y g ru n to w ej i w ym yw ania g ru n tu pod fu n d am e n te m . Mogą rów nież w ystępow ać w g ru n c ie gniazda k u rzaw k i lub to rfu i p rz y n iez n aczn y ch n a w e t r u chach te re n u m oże n astąp ić p r z y u d ziale w ody g ru n to w ej w ypłynięcie k u rza w k i lu b odw odnie n ie to rfu i utw orzenie się lokalnego zapadliska. W ypłynięcie k u rz a w k i lub też odw odnienie gniazd to rfu m oże być rów nież spow odow ane robotam i ziem nym i (np. p rzy sieci k a n a liz a c y j nej), prow adzonym i w pobliżu zab ytk ow ej b u dowli.
K O N STR U K C Y JN E W ZM A C NIA N IE M URÓW , I SK L E P IE Ń
P ę k n ięc ia w m u rach i sklep ien iach n a p ra w ia się dopiero· po usunięciu p rzy c z y n n ieró w n o m iernego osiadania i po stab ilizacji podłoża, p rzy k tó re j trz e b a się liczyć ty lk o z n a tu ra ln y m zagęszczeniem rozluźnionych w a rs tw g ru n to w ych. N ap raw a uszkodzeń w ty m w y p a d k u jest dość prosta, poniew aż polega n a k o n s tru k c y j n y m skotw ieniu m u ró w ściągam i s ta lo w y m 1, przem uroW aniu w iększych uszkodzeń i zaklino w aniu m niejszych pęknięć z ap raw ą cem entow ą. W p rzy p a d k u znacznych grubości m u ró w w y p ełn ian ie zapraw ą w ąskich p ę k n ię ć (o> szerokoś ci do 5 m m ) jest uciążliw e, a po nadto b ra k p ew ności, czy nastąpiło (dobre pow iązan ie łączonych części. O w iele p rak ty c zn ie j w zm acniać tak ie m u ry za pom ocą zabetonow anych p rę tó w sta lo w ych.2 W ty m celu w y k u w a się po o b u s tro nach m u ru b ru zd y prostop adle do p ęknięcia,
1 W. Ż e n c z y k o w s k i , B u d o w n ic tw o ogólne, W arszaw a 1954, t. II, s. 338.
2 E. M a s ł o w s k i , W zm a c n ia n ie k o n s tr u k c ji budow lanych, W arszaw a 1959, s. 34
zak ład a się w nich k ró tk ie p rę ty stalow e, a n a s tę p n ie b ru z d y (wypełnia slię betonem . M iejsca uszkodzone p o kry w a się ty n k ie m na siatce lu b w y k o n u je się odpow iednie oblicowainie.3
K o n stru k c y jn e w zm acnianie uszkodzonych sk le p ie ń poleg a n a p rze m u ro w a n iu w iększych pęk n ięć oraz na zak linow aniu w ąskich szczelin za p ra w ą cem entow ą. Bardzo· często jed n ak że w s ta ry c h o b iek tach sk lep ien ia p ę k a ją z pow odu zm niejszenia w ytrzy m ało ści cegły i zapraw y. W zm ocnienie ta k ic h sk lep ień polega n a w yko n a n iu o b u stro n n e j o tu lin y z z a p ra w y cem ento w ej z s ia tk ą stalow ą. S iatk ę przy m o co w u je się do sk lep ien ia za pom ocą odpow iednich haków .
W ZM O C N IEN IE M URÓW I S K L E P IE Ń N A POZIO M E RU CHY TERENU
W ty m p rzy p ad k u zabezpieczenie budow li je s t o w iele tru d n ie js z e i kosztow niejsze, ponie waż w ym aga takiego w zm ocnienia m u ró w i Sklepień, k tó re byłoby w s ta n ie p rzeciw d zia łać szk o d liw y m w pływ om p ełzan ia te re n u . Za bezpieczenie budow li polega tu ta j n a zastoso w a n iu ściągów w W ezgłowiach sk le p ie ń i łuków o ra z sk o tw ie n iu ścian (il. 1). W p rz y p a d k u p rze su n ię c ia g r u n tu ściągi będą zabezpieczać n ie zm ienność g eom etryczną w rzu cie poziom ym łu k ó w i sklepień, k tó re tw o rzą p rze strz e n n ą k o n s tru k c ję pow łokow ą b ard zo czułą zarów no na przesu n ięcia poziom e jak i pionow e. Ściągi k o tw io n e są w ścianach za pom ocą stalow ych p ły t k o tw iący ch, a p rz y fila ra c h w e w n ętrz n y c h pnzyspaiwane są do stalo w y ch kołn ierzy o b e jm u ją c y c h filary. W połowie długości ściągi w e w n ę trz n e łączone są za pom ocą n a k rę te k rzy m sk ich . Ściągi m ożna ró w n ież połączyć z fi la ra m i za pom ocą p ły t k o tw iących bez użycia n iee stety czn y ch ko łn ierzy. A le wów czas konie czne je st (wykonanie odpow iednich o tw o ró w w
fila ra c h d la p rzeprow adzenia przez nie ściągów . O tw ory ta k ie m ożna w ykonać za pom ocą p rze bijaka" ruro w ego lu b w ie rtła górniczego. Obie a lte rn a ty w y zam ocow ania ściągów z fila ra m i przedstaw ion e są na il. 1. K o tw y tak ie w y m ia ro w an e są z w a ru n k u krań co w ej w ytrzym ałości fila ró w w e w n ętrzn y c h p rz y ściskaniu m im ośro- dowym . K o tw y w ścianach 'w ym iarow ane są z w a ru n k u w ytrzym ałości ścian m u ro w an y ch n a ścinanie, p rzy założeniu, że są ro zp a try w a n e jak o belki zbrojone, p ra c u ją c e n a zginanie. P rz y p ełzan iu g ru n tu pod fu n d am en tam i konieczne je st szybkie zabezpieczenie budow li, W p rze ciw nym w y padk u m oże n astą p ić zaw alenie się sk lepień i znaczne sp ę k an ie ścian. W zm ocnienie sklepień i m urów za pom ocą ściągów jest zabie giem stosunkow o prostym , a jednocześnie b a r dzo· skuteczn ym . Pom aga k o n stru k c ji, zwłaszcza k ru ch y m sklepieniom i łuk om bezpiecznie p rze trw ać o k res ru ch ó w poziom ych. W adą tego· za bezpieczenia je st w prow ad zenie do w n ętrza za bytkow ej budow li nowego· elem en tu k o n s tru k cyjnego, jak im są ściągi i k o łn ierze stalow e.
W YM IAROW ANIE ŚCIĄGÓW
A. Ściągi zabezpieczające sklepienia i lu k i w y m iaru je się z w a ru n k u krańcow ej w y trz y m ałości fila ra p rzy ścisk aniu m im ośrodow ym . G raniczną w arto ść m im ośrodu egr, p rzy k tó ry m rozciągana s tre fa p rz e k ro ju nie w ym ag a s p ra w dzenia, p rz y jm u je się w g ta b lic y 37.4
3 Tam że.
4 W. А. В a ł d i n, I. I. G o 1 d e n b 1 a t, W. М. К o- c i z e n o w , M. J. P i 1 d i s z, K. E. T a 1, Obliczanie k o n
str u k c j i bu d o w la n yc h m e to d ą stanów g ranic znyc h .
W arszaw a 1955, s. 127.
N ośność p rz e k ro ju fila ra liczy się w g wzo ru :. 5 N ,= Rn F γ cp'
W
1 + h — ygdzie R N — n orm o w a w y trzy m ało ść m u ru na ściskanie,
F — pow ierzchnia p rze k ro ju filara,
ψ' — w sp ółczyn n ik zm niejszający p rzy w ybo- czeniu ze w zględ u n a m ożliw ość ro zw a r cia spoin w stre fie rozciąganej,
h — spraw dzona w ysokość p rzek ro ju ,
y — odległość od osi do w łókna n a jb a rd zie j ściskanego,
γ = 2 1
-Siłę poziom ą S w ściągu liczy się wg w zoru:
al
s = N|,esr
a) . H ’
gdzie H — wysokość słupa (od posadzki do w e zgłowia łuku)
oraz w g w zoru:
g l2 8 f ’
b) S2 =
gdzie: g — obciążenie łuk u, 1 — rozpiętość łuku, f — strz a łk a łu k u.
S um ary czn a siła w ściągu w ynosi
S = Si + S2.
B. Ściągi zabezpieczające ściany n ośne w y m ia ru je się z w a ru n k u w y trzy m ało ści ścian m u ro w an y ch n a ścinanie.6
0,25 1 · g,
gdzie: τ — 'w ytrzym ałość obliczeniow a m u ru n a ścinanie,
a — W spółczynnik osłabienia ściany o tw o ram i okiennym i i drzw iow ym i, 1 — długość w zm acnianego m u ru , g — grubość ściany.
W spółczynnik osłabienia d la obiektów zab ytko w ych w ah a się w g ranicach 2,0— 3,0.
m g r inż. Stamisłaiw Z aw ada st. asyst. K a te d ry Bud. S talow ego. P o lite c h n ik i Ś ląsk iej
5 Tam że.
• W . W a c h n i e w s k i , Z abezpieczanie istn ie ją
cych b u d y n k ó w m u r o w a n y c h na terenach o d b u d o w y górniczej, „ In ż y n ieria i B udow nictw o”, X I (1954), n r 11,
s. 328.
LE PROBLÈME DU RENFORCEMENT DES MURS ET VOÛTES CREVASSÉS DANS LES MONUMENTS HISTORIQUES
L ’a rtic le re la tio n n e les m éthodes de re n fo rc e m e n t des m u rs e t voûtes crevassées, em ployées p a r r a p o rt a u x m o n u m e n ts h isto riq u e s des voï'evodies de Opole e t K atow ice. On y p a r le des causes de la fo rm a tio n des fissu re s e t l’on p ré se n te des m éthodes d e co n stru c tio n
a y a n t p o u r b u t le re n fo rc e m e n t des m u rs e t voûtes. On in d iq u e é g a le m en t des fo rm u les p ra tiq u e s p o u r le m esu rag e des é trie rs qui re n fo rc e n t les m u rs p o rta n ts des m o n u m e n ts h isto riq u e s contre le m o u v e m e n t h o ri- soratal du sol.
PRZEMYSŁAW GARTKIEWICZ JAROSŁAW WIDAWSKI
ODKRYCIE POZOSTAŁOŚCI ZAMKU BISKUPÓW KAMIEŃSKICH W KARLINIE
W ro k u 1959, w tra k c ie p ra c n a d zab y tk o w ym i założeniam i m ie jsk im i n a te re n ie w oje w ództw a koszalińskiego, prow adzonych przez a u to ró w n a zlecenie W ojewódzkiego' K o n serw a
to ra Z ab y tk ó w w K oszalinie m gr. inż. a rc h . F e liksa PtaszyńiskiegO', n atrafio n o w K a rlin ie (niem. K oerlin) n a fra g m e n t założenia o b ro n n e go1, zidentyfikow anego n a stę p n ie jako· pozosta
