Στατικές επεμβάσεις σε μνημεία συμβατές με ταυτόχρονη ενεργειακή αναβάθμιση

Έλεγχοι, διαγνωστικοί καταστροφικοί και μη καταστροφικοί έλεγχοι, γεωτεχνικές έρευνες, καθώς και εργασίες αποκατάστασης σε κτίρια που έχουν χαρακτηριστεί ως διατηρητέα αρχιτεκτονικά μνημεία.

Των κ. Θωμά Σαλονικιού, Χρήστου Ράλλη και Βασίλειου Σταφυλάτου*

Είναι πολύ συχνή η στατική αναβάθμιση μνημείων ταυτόχρονα με την ενεργειακή τους αναβάθμιση. Σε αυτές τις περιπτώσεις λαμβάνονται υπόψη κατακόρυφα και σεισμικά φορτία με βάση τον κατάλληλο αντισεισμικό κανονισμό.

Κάθε μνημείο που θα αποτελέσει αντικείμενο ταυτόχρονης στατικής και ενεργειακής αναβάθμισης θα πρέπει να διερευνάται εκτενώς, τόσο ως προς τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών του όσο και ως προς τα θερμικά χαρακτηριστικά του (όπως είναι π.χ. η θερμοχωρητικότητα, η θερμική αγωγιμότητα κλπ.).

Έρευνες – μελέτες

Στο πλαίσιο του ελέγχου της φέρουσας ικανότητας μνημείων τα οποία αποτελούνται από στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος και φέρουσες τοιχοποιίες, θα πρέπει να εκτελεστούν οι παρακάτω έλεγχοι, ερευνητικές εργασίες και διαγνωστικοί καταστροφικοί και μη έλεγχοι.

• Γεωτεχνική έρευνα. Στα πλαίσια της έρευνας αυτής εκτελούνται συνήθως δύο γεωερευνητικές γεωτρήσεις κατάλληλα διατεταγμένες στο χώρο του έργου, μέγιστου προεκτιμώμενου βάθους εκάστης 10μ. από το διαμορφωμένο έδαφος, στον προαύλιο χώρο του κυρίως κτιρίου του μνημείου, με σκοπό να διερευνηθεί το υπέδαφος επί του οποίου έχει θεμελιωθεί το κτίριο καθώς και εργαστηριακές και επιτόπου δοκιμές. Πρέπει να γίνει διαπίστωση των εδαφικών συνθηκών στην περιοχή θεμελίωσης των έργων (εξακρίβωση στρωματογραφικής διάθρωσης, προσδιορισμός φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών, πλήρης διερεύνηση των γεωτεχνικών συνθηκών που επικρατούν στην περιοχή θεμελίωσης των έργων), με στόχο τον καθορισμό του γεωτεχνικού προσομοιώματος στην κοντινή περιοχή.
• Διερευνητικές εργασίες αποκάλυψης θεμελίων. Οι διερευνητικές εργασίες εκτελούνται σε 3 συνήθως θέσεις όπου θα διαπιστωθεί το βάθος θεμελίωσης και ο τύπος του εδάφους στο οποίο εδράζεται το μνημείο.
• Προσδιορισμός ποιότητας σκυροδέματος. Στην περίπτωση αυτή λαμβάνονται δοκίμια σκυροδέματος, με την χρήση κεφαλής διαμέτρου 50 ή 75 ή 100 χιλιοστών αναλόγως των διαστάσεων των δομικών μελών του μνημείου. Θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν σχετικοί συντελεστές αναγωγής από έγκριτη βιβλιογραφία.
• Προσδιορισμός ποιότητας οπλισμών εάν αυτοί είναι λείοι ή με νευρώσεις (St I ή St III) και δοκιμές προσδιορισμού του διαγράμματος τάσης – παραμόρφωσης.
• Προσδιορισμός μηχανικών χαρακτηριστικών λιθοδομών, λαμβάνοντας τεμάχια κονιάματος για τον εργαστηριακό προσδιορισμό της αντοχής τους και πραγματοποιώντας μελέτη με το στερεοσκόπιο προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα για την σύστασή τους. Τα τεμάχια κονιάματος θα πρέπει να προέρχονταν από αρμούς μεταξύ πλίνθων ή/και λίθων. Εξετάζεται ο τύπος των πλίνθων και λίθων προκειμένου να προσδιοριστεί η αντοχή τους, και γίνεται προσδιορισμός της αντοχής με βάση ανάλυση των επιμέρους υλικών δόμησης του κονιάματος από διεθνείς και εθνικές βάσεις δεδομένων σχετικών εργαστηρίων.
• Προσδιορισμός τύπου δόμησης τοιχοποιίας. Με μικροδιάτρηση και ενδοσκόπιση είναι δυνατό να διαπιστωθεί ο τρόπος δόμησης των τοιχοποιιών (δίστρωτες, τρίστρωτες κλπ.).
• Έλεγχος παθολογίας υλικών δόμησης. Θα πρέπει να γίνεται επιθεώρηση και επιτόπου έλεγχος των φερόντων στοιχείων, προκειμένου να διαπιστωθεί εάν υπάρχει διάβρωση των οπλισμών, ρηγματώσεις του σκυροδέματος και γενικώς οποιαδήποτε άλλη προσβολή (χλωριόντα κλπ.). Επίσης, στα δοκίμια σκυροδέματος θα πρέπει να γίνεται έλεγχος έναντι ενανθράκωσης και προσδιορισμός του βάθους και του βαθμού προσβολής.
• Προσδιορισμός αριθμού και διαμέτρου ράβδων οπλισμού. Για τον προσδιορισμό του πλήθους των ράβδων οπλισμού στα φέροντα δομικά στοιχεία των κτιρίων θα πρέπει να εφαρμόζεται μέθοδος προσδιορισμού με μαγνητικό ανιχνευτή οπλισμού και τοπικές διανοίξεις για διακρίβωση.
• Προσδιορισμός θέσης, διατομών και πάχους στοιχείων σκυροδέματος.
• Έλεγχος ενεργούς διάβρωσης οπλισμών. Μέτρηση ηλεκτρικού δυναμικού, έλεγχος προσβολής σκυροδέματος από χλωριόντα, έλεγχος βάθους προσβολής με μέτρηση αλκαλικότητας σκυροδέματος.

Εργασίες – επεμβάσεις στον φέροντα οργανισμό

Στο πλαίσιο των ανωτέρω ελέγχων εκτελείται γεωτεχνική έρευνα για τον προσδιορισμό του εδαφικού προφίλ και των χαρακτηριστικών του εδάφους, καθώς και εκτίμηση των καθιζήσεων που έχουν ήδη συμβεί με βάση τα φορτία των φερόντων στοιχείων του κτιρίου. Η περιγραφή του φέροντος οργανισμού των κτιρίων του συγκροτήματος και οι έλεγχοι στατικής επάρκειας γίνονται συνήθως στις πρώτες φάσεις της μελέτης και αφορούν:

– Λιθοδομές των κτιρίων του συγκροτήματος.

– Ξύλινα δάπεδα και οροφές.

– Δοκούς και υποστυλώματα οπλισμένου σκυροδέματος.

– Πλάκες με νευρώσεις.

Με βάση τα ανωτέρω ευρήματα καθορίζονται οι επεμβάσεις στα μνημεία. Με βάση τις μελέτες που θα πρέπει να γίνουν, μπορεί να απαιτηθούν οι παρακάτω εργασίες οι οποίες παρατίθενται ενδεικτικά.

1. Υποστύλωση του φέροντος οργανισμού του συγκροτήματος όπου θα γίνουν καθαιρέσεις και εκτεταμένες επεμβάσεις σε στοιχεία σκυροδέματος και λιθοδομών.
2. Ενίσχυση των λιθοδομών οι οποίες εξέχουν από το έδαφος και στις οποίες μπορεί να γίνουν οι παρακάτω εργασίες:

α) Καθαίρεση επιχρισμάτων στις δύο παρειές των λιθοδομών, καθώς επίσης και αφαίρεση του κονιάματος μεταξύ των λίθων σε βάθος 4-5 εκατοστών.

β) Καθαρισμός και εφαρμογή γέφυρας πρόσφυσης.

γ) Τοποθέτηση σωληνίσκων για εισαγωγή ενέματος στις λιθοδομές. Τοποθέτηση αγκυρίων εντός της λιθοδομής έως τα 2/3 του πάχους της τρίστρωτης λιθοδομής. Τοποθετούνται 3 τεμάχια ανά τετραγωνικό μέτρο.

δ) Αρμολόγημα των λιθοδομών με κατάλληλο κονίαμα υδραυλικής ασβέστου με κάλυψη των αρμών μέχρι επιπέδωσης στις υπόλοιπες λιθοδομές.

ε) Εισαγωγή ενέματος μετά την πήξη του υλικού αρμολογήματος.

στ) Τοποθέτηση στρώσης επιχρίσματος (από κονίαμα υδραυλικής ασβέστου) ελάχιστου πάχους 0,5 εκατοστών.

ζ) Τοποθέτηση πλέγματος από ίνες υάλου και εφαρμογή αγκυρίων. Αγκύρωση του πλέγματος εντός του σενάζ οπλισμένου σκυροδέματος στη στέψη των λιθοδομών.

η) Τοποθέτηση εξωτερικής στρώσης επιχρίσματος κονιάματος υδραυλικής ασβέστου πάχους 1 εκατοστού.

θ) Κατασκευή εξωτερικής στρώσης επιχρίσματος σύμφωνα με τις αρχιτεκτονικές και ηλεκτρομηχανολογικές – ενεργειακές μελέτες.

ι) Αναδόμηση διαταραγμένων τμημάτων λιθοδομών.

3. Επεμβάσεις σε λιθοδομές υπογείου και λιθοδομές εντός του εδάφους.

Οι παραπάνω εργασίες 2α – 2ι μπορούν να γίνουν και στα τμήματα των λιθοδομών εντός του εδάφους, σε βάθος 0,5 από την στάθμη του εξωτερικού εδάφους. Για την αγκύρωση του πλέγματος θα χρησιμοποιηθούν κατάλληλα αγκύρια, στη βάση των λιθοδομών εντός του εδάφους ανά 0,5 μ. κατά μήκος. Εξωτερικά θα τοποθετηθεί ειδικός στεγανός σοβάς με κατάλληλη επίστρωση για προστασία από υγρασία.

4. Καθαιρέσεις τοιχοποιιών σε απόσταση 40 εκ. από τα φέροντα στοιχεία. Καθαιρέσεις των επιχρισμάτων στα φέροντα στοιχεία από σκυρόδεμα όπως είναι πλάκες, δοκοί και υποστυλώματα.
5. Αφαίρεση της τσιμεντοεπιδερμίδας από όλα τα φέροντα στοιχεία. Η τσιμεντοεπιδερμίδα βρίσκεται στην εξωτερική επιφάνεια των φερόντων δομικών στοιχείων και δεν προσφέρεται για την αγκύρωση στοιχείων ενίσχυσης όπως: i) νέο σκυρόδεμα, ii) ινοπλισμένα πολυμερή, iii) κονιάματα υψηλών προδιαγραφών.
6. Αφαίρεση του σκυροδέματος και καθαρισμός σε βάθος των στοιχείων σκυροδέματος και της επιφάνειας των οπλισμών στις περιοχές όπου υπάρχουν διαβρώσεις οπλισμών και εκτινάξεις της επιφάνειας σκυροδέματος.
7. Συγκολλήσεις νέων οπλισμών, τοποθέτηση κατάλληλου τσιμεντοκονιάματος υψηλών προδιαγραφών στις περιοχές όπου υπάρχουν αστοχίες από παθολογία των υλικών. Ενδεχόμενη αύξηση της διατομής στοιχείων από σκυρόδεμα. Προστασία των περιοχών συγκόλλησης από μελλοντικές διαβρώσεις.
8. Τοποθέτηση ανοδίων (γαλβανική προστασία) για την παύση της διαδικασίας διάβρωσης και κατασκευή καλωδιώσεων σύνδεσης.
9. Επαλείψεις με προϊόντα κατάλληλων προδιαγραφών έναντι διαβρώσεων (αναστολέας), ενανθράκωσης και γέφυρες πρόσφυσης. Επικάλυψη επεμβάσεων με κονίαμα κατάλληλων προδιαγραφών, υψηλής συνάφειας και αντοχής.
10. Αγκύρωση των στοιχείων ενίσχυσης των υποστυλωμάτων στην θεμελίωση.
11. Ενίσχυση των στοιχείων θεμελίωσης με σκυροδέτηση για αύξηση των διαστάσεων και του πάχους όπου απαιτηθεί από τους υπολογισμούς.
12. Ενισχύσεις με ινοπλισμένα πολυμερή της κάτω ίνας των πλακών και των δοκών σύμφωνα με τους υπολογισμούς. Ενδεχόμενη αύξηση της διατομής στοιχείων από σκυρόδεμα. Θα ληφθεί μέριμνα ώστε η αύξηση του πάχους να γίνει προς τα κάτω.
13. Ενίσχυση των στοιχείων των ορόφων του συγκροτήματος σύμφωνα με τα ανωτέρω εκτεθέντα 2-12.
14. Σκυροδέτηση Πλάκας πάχους 10 εκ. στο δώμα της κεντρικής πτέρυγας, σύνδεση με την υπάρχουσα πλάκα και προσθήκη οπλισμών στις εξωτερικές παρειές των πλαισίων και των πλακών στις στηρίξεις.
15. Ανακατασκευή τοιχοποιιών που έχουν καθαιρεθεί και πρέπει να ανακατασκευαστούν.
16. Ανακατασκευή σημείων δαπέδων και επιχρισμάτων, στα φέροντα στοιχεία του κτιρίου, τα οποία έχουν καθαιρεθεί και πρέπει να ανακατασκευαστούν.

Οι παραπάνω επεμβάσεις είναι συμβατές με την μελέτη ενεργειακής αναβάθμισης στην περίπτωση που θα πρέπει να υλοποιηθεί μία τέτοια μελέτη.

Για την αναβάθμιση μνημείων με παράλληλη διεξαγωγή στατικών επεμβάσεων θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι παρακάτω πηγές: • W. Gehler “Ερμηνείαι μετά παραδειγμάτων των Γερμανικών Κανονισμών Σιδηροπαγούς Σκυροδέματος 1925”, T.E.E. 1932, Αθήνα.

• «Περί Αντισεισμικού Κανονισμού Κορίνθου-Λουτρακίου», ΦΕΚ 234Α/7-11-1928, Τροποποιήσεις: α. «Περί του Αντισεισμικού Κανονισμού της σεισμοπλήκτου περιοχής Κορίνθου-Λουτρακίου», ΦΕΚ 375Α/29-10-1931, β. «Περί συμπληρώσεως Αντισεισμικού Κανονισμού Κορίνθου-Λουτρακίου», ΦΕΚ 4Α/4-1-1936.
• «Περί επεκτάσεως του Αντισεισμικού Οικοδομικού Κανονισμού εις την περιοχήν Λαρίσσης», ΦΕΚ 277Α/16-8-1941.
• Βασιλικό διάταγμα «Περί Κανονισμών διά την μελέτην και εκτέλεσιν οικοδομικών έργων εξ ωπλισμένου σκυροδέματος», ΦΕΚ 160Α/26-6-1954.
• Βασιλικό διάταγμα «Περί αντισεισμικού Κανονισμού οικοδομικών έργων», ΦΕΚ 36Α/26-2-1959.
• Βασιλικό διάταγμα 1959 – Πρόσθετες διατάξεις: Τροποποίηση και συμπλήρωση του Β/Δ της 19/26 Φεβρουαρίου 1959 «Περί αντισεισμικού Κανονισμού οικοδομικών έργων», ΦΕΚ239Β/16-4-1984.
• Νέος Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΝΕΑΚ) (1992). ΦΕΚ 613Β/12-10-1992. Τροποποιήσεις/προσθήκες: ΦΕΚ 774Β/12-10-1994, ΦΕΚ 534Β/20-6-1995, ΦΕΚ 588Β/6-6-1995, ΦΕΚ 850Β/11-10-1995.
• Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΕΑΚ2000), ΦΕΚ 1329Β/20-12-1999, (1999). Διορθώσεις-προσθήκες: ΦΕΚ 423Β της 12-3-2001. Τροποποιήσεις/προσθήκες: ΦΕΚ 781Β/18-6-2003, ΦΕΚ 1154Β/12-8-2003, ΦΕΚ 1153Β/12-8-2003, ΦΕΚ 270Β/16-3-2010, ΦΕΚ 350Β/17-2-2016.
• Οι Ευρωκώδικας 1 για τον καθορισμό των φορτίων που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τους ελέγχους οριακής αντοχής και λειτουργικότητας.
• Ο Ευρωκώδικας 6 για τον έλεγχο των τοιχοποιιών.
• Ο Ευρωκώδικας 8, μέρος 1 και μέρος 3 για τον καθορισμό των σεισμικών φορτίων ελέγχου – ενίσχυσης των στοιχείων που διατηρούνται και την διαστασιολόγηση των στοιχείων που ενισχύονται.
• Ο ΚΑΝ.ΕΠΕ. (2017).
• Το σχέδιο του ΚΑ.Δ.Ε.Τ. (2019) όπως έχει διαμορφωθεί μέχρι στιγμής.