AKO DIAGNOSTIKOVAŤ ZOSTATKOVÚ ŽIVOTNOSŤ ŽELEZOBETÓNOVÝCH KONŠTRUKCIÍ

 

Existuje viacero dôvodov prečo robiť diagnostiku a odhadovať zostatkovú životnosť konštrukcií. Zvyčajne sú to dôvody ekonomické – plánovanie investícií, odpredaj (alebo dlhodobý prenájom), ale aj technické posúdenie bezpečnosti a schopnosti prenášať špecifické zaťaženia, napríklad konštrukcie vystavenej účinkom požiaru. Je však potrebné poznamenať, že požiarom a diagnostikovaniu ich následkov je vhodné sa venovať samostatne. Za ostatných 10 rokov som sa podieľal na niekoľkých takýchto diagnostikách. Predstavujem Vám osvedčené metodické kroky, známe i menej známe skúšobné postupy a zistenia.

Zákazníci, ktorí sa na nás obrátili s požiadavkou na diagnostiku železobetónových konštrukcií zvyčajne potrebovali získať informácie o zostatkovej životnosti konštrukcie(í). V niektorých prípadoch aj odpoveď na otázku, či je konštrukcia bezpečná, resp. či bezpečne prenesie určité očakávané zaťaženia po adaptácii stavebného objektu.

Vždy používame osvedčený algoritmus metodických krokov diagnostiky, ktorý by mal byť súčasťou každej sanácie alebo jej predchádzať.

Počas prvotného rozhovoru so zákazníkom získavame základné informácie o dôvode diagnostiky, o stavbe, členení stavebných objektov, rozsahu prác a v neposlednom rade o termínoch plnenia. Obvykle nasleduje v operatívna interná porada o schopnosti uchádzať sa o zákazku (najmä z hľadiska termínov). V prípade kladného výsledku sa dohodne prvotná obhliadka konštrukcie (stavby a súvisiacej prevádzky). Počas nej, 1-2 kooperujúci experti na partikulárnu problematiku špecifických expozícií (napr. chémia fermentačných procesov v prípade diagnostiky napríklad nádrží bioplynovej stanice) zistia predpokladaný rozsah prác/expertíz. O výsledku následne informujeme objednávateľa. Pre urýchlenie riešenia si tím spravidla vyžiada pripravenie projektovej dokumentácie skutočného vyhotovenia (resp. plánovaného stavu ak sa jedná o adaptáciu prevádzky). Po obhliadke spracujeme cenovú ponuka s predpokladaným rozsahom diagnostických prác. Rozsah nemôže byť definitívny vzhľadom na to, že sa vopred nevie určiť rozptyl výsledkov a rovnorodosť materiálu v konštrukcii. Z princípu sa snažíme indikovať mierne väčší rozsah prác, aby sme eliminovali riziko navyšovania ceny. Cenovú ponuku prezentujeme s uvedením jednotkových cien za jednotlivé skúšky. Po akceptovaní cenovej ponuky okamžite preberieme (prichystanú) projektovú dokumentáciu a začíname prípravu prác in situ. Zostavíme definitívny tím expertov. Keď je zloženie tímu známe, začneme plánovať diagnostické práce (1 alebo viac etáp). S nimi súvisí aj absolvovanie rôznych školení u objednávateľa a vybavenie povolení na vstup, na fotografovanie, atď. S uvedeným treba počítať najmä v priemyselných areáloch. Na začiatku diagnostických prác experti vytipujú miesta deštruktívnych skúšok resp. odberu vzoriek a označia ich technikom. Tí následne začnú s odberom vzoriek pod neustálym dohľadom aspoň jedného z expertov. Medzičasom experti vykonávajú nedeštruktívne skúšky alebo merania a dokumentujú stav predmetnej konštrukcie.

Už počas merania sme tak schopní operatívne riadiť tím technikov ohľadne množstva a polohy odobratých vzoriek. Po ukončení diagnostiky in situ sa (zvyčajne) pokračuje laboratórnymi skúškami odobratých vzoriek. Tím expertov zadefinuje chronologický postup skúšok a po ich vykonaní zanalyzuje výsledky a vykoná syntézu zistení z nedeštruktívnych a deštruktívnych skúšok. Hlavný expert zistenia zhrnie v záverečnej správe a podrobí závery diagnostiky internej diskusii/oponentúre. Spracovaný dokument následne prezentujeme objednávateľovi.

Niekedy sa stane, že objednávateľ požaduje aj návrh sanácie alebo odhad nákladov. V takomto prípade spracujeme rámcový návrh postupu sanácie s upozornením, že konkrétne riešenie (varianty riešenia) sanácie by sa malo(i) overiť na skúšobných plochách (vzorkách). Odhad ceny, samozrejme vieme spraviť, no opäť uvažujeme s miernym navýšením už v tejto fáze, aby sme predišli nepríjemnému prekvapeniu pri reálnom dopytovaní sanačných firiem.

Známych je veľa diagnostických a skúšobných metód. Rozdelíme ich z hľadiska použitia in situ vs. v laboratóriu.

Priamo na konštrukcii sa uplatňujú najmä nedeštruktívne metódy, ako napríklad: merania presnosti a rozmerov konštrukcií, tvrdomerné metódy stanovenia pevnosti v tlaku; meranie dynamického modulu pružnosti (prípadne aj hĺbky trhliny v betóne) ultrazvukovou metódou; meranie hrúbky krycej vrstvy výstuže a lokalizácia polohy výstuže (rôznymi metódami podľa požadovanej presnosti); stanovenie objemovej hmotnosti resp. vlhkosti troxlerovou metódou, stanovenie hutnosti betónu Torrentovou metódou, zisťovanie prítomnosti rôznych chemických látok na povrchu konštrukcie pomocou indikátorov, (dlhodobé) meranie okrajových podmienok okolitého prostredia; meranie povrchovej vlhkosti betónu kapacitnou metódou; meranie pH (hĺbky karbonatácie) betónu metódou závrtov do konštrukcie s použitím vhodného indikátora (napr.: fenolftalein) a meranie vibrácií a/alebo deformácií konštrukcie pri určitom zaťažení.

V laboratóriu je zvyčajne účelné vykonať kontrolné skúšky dôležitých mechanických vlastností na odobratých vzorkách. Tieto vlastnosti sú závislé od charakteru a využitia konštrukcie (napr. pevnosť v tlaku na zvislých prútových konštrukciách a pevnosť v ťahu pri ohybe pri horizontálnych konštrukciách ako sú vozovky). V laboratórnych podmienkach sa stanovujú aj objemové hmotnosti (dôležité napríklad pre určenie stáleho zaťaženia); dynamické moduly pružnosti; zostatková plocha účinného prierezu výstuže a obsah chloridov v betóne.

Výsledky oboch metód oboch skupín je potrebné analyzovať a dať do vzájomnej súvislosti podľa rôznych spoločných znakov konštrukcie, prevádzky alebo zaťažení. Inými slovami je potrebné vykonať syntézu zistení. Znakom konštrukcie môže byť jej statická schéma, vystuženie a/alebo existujúca porucha, ktorá predurčuje mechanizmus skracovania zostatkovej životnosti. Podľa tohto mechanizmu je potrebné ďalej posúdiť aktuálny stav a aj z doterajšieho vývinu poruchy odvodiť predikciu dosiahnutia istého nevyhovujúceho stavu. V niektorých prípadoch môže tento stav zadefinovať objednávateľ, napríklad maximálnou odchýlkou od miestnej rovinnosti, ktorá ešte umožní prevádzku. Ak sa však jedná napr. o konštrukciu žeriavovej dráhy, potom je nevyhovujúci stav zadefinovaný prostredníctvom medzných stavov. Niekedy môže byť rozhodujúca odolnosť betónu proti účinkom vody (resp. mrazuvzdornosť), inokedy zase efektívna (neskorodovaná) plocha výstuže v betónovom priereze a statická únosnosť. Zostatkovú životnosť preto treba predikovať s ohľadom na veľké množstvo okrajových podmienok.

Diagnostika železobetónových konštrukcií a prípadná následná sanácia je náročná činnosť spojená s vysokými požiadavkami na kvalifikáciu, dostatočné technické zázemie a kapacity ľudských zdrojov jej zhotoviteľa. Obzvlášť v prípade priemyselných konštrukcií vystupuje jeden závažný faktor – prevádzka. Neraz je potrebné prispôsobiť všetky práce prevádzke, ktorá nemôže byť za žiadnych okolností prerušená (napríklad stavby energetického hospodárstva). Naše praktické skúsenosti s diagnostikou prakticky všetkých druhov konštrukcií vytvárajú základný predpoklad úspešnej diagnostiky a neskôr aj sanácie. Investorom odporúčame zabezpečiť si supervíziu kvality stavby alebo aspoň audit kvality stavby počas realizácie sanácie.