Επισκευές κτιρίων από σκυρόδεμα και τοιχοποιίαΜάθημα επιλογής 9ου Εξάμηνο

Γαϊτάνης Φώτης ΑΕΜ:12311

Πετρίδης ΧρήστοςΑΕΜ:12682

Ιστορικά στοιχεία

Στην συνοικία Hamidye της Θεσσαλονίκης, ξεχωρίζει η βίλατου γνωστού εβραίου εμπόρου, Ντίνο Φερναντέζ Ντίαζ, ηγνωστή και ως Casa Bianca. Η βίλα είναι σχεδιασμένη από τον

γνωστό Ιταλό μηχανικό Pierro Arrigoni, ενώ ημορφολογία της αποτελεί χαρακτηριστικό δείγμα της

Art Nouveau που εφαρμόστηκε στην Ελλάδα. Εμφανίζειέντονα τα χαρακτηριστικά του τύπου της εξοχικής βίλας πουσυναντάται στην Κεντρική Ευρώπη στο δεύτερο μισό του 19ου

αιώνα. Χαρακτηριστική είναι η ασύμμετρη κάτοψη μεογκοπλαστική διαμόρφωση των όψεων, όπου κυριαρχείο πυργοειδής όγκος του κλιμακοστασίου.Το 1976 χαρακτηρίζεται διατηρητέο μνημείο από το τότεΥΠΠΟ, το 1990 περιήλθε στην ιδιοκτησία του ΔήμουΘεσσαλονίκης και το 1992-1994 εκπονείται η πρώτη μελέτηαποκατάστασης στα πλαίσια ερευνητικού προγράμματος τουΑ.Π.Θ.Το κτίριο της Casa Bianca έμεινε αρκετά χρόνια ακατοίκητοκαι στη συνέχεια λόγω καταστροφικών επεμβάσεωνερειπωμένο. Μετά την κατάρρευση του κεντρικού τμήματοςτης στέγης οι φθορές επιταχύνθηκαν, με αποτέλεσμα ναυποστούν σημαντικές βλάβες τα περισσότερα από τα δομικάστοιχεία και να καταστραφεί σε μεγάλο βαθμό οδιακοσμητικός του πλούτος.

Η κάτοψη είναι περίπου ορθογωνική με ορισμένες εσοχές καιεξοχές, χωρίς να παρατηρούνται μεγάλες διαφορές από όροφοσε όροφο. Γενικά δημιουργείται ένα στιβαρό κατακόρυφοφέρον σύστημα με πυκνό πλέγμα αλληλοστηριζόμενων τοίχωνέναντι οριζόντιων δυνάμεων.

Το κτίριο αποτελείται από τέσσερις ορόφους. Ο κατώτερος χώρος είναι

ημιυπόγειος με εμβαδόν 340 m2 και μικρό ύψος, περίπου 2.95m. Το δάπεδο

του βρίσκεται σε στάθμη 0.60-0.80m κάτω από τη στάθμη του περιβάλλοντος

χώρου. Ακολουθεί το ισόγειο και ο όροφος με μικτό ύψος 4.30m και εμβαδόν

307m2 και 317m2 αντίστοιχα. Τελευταίος χώρος είναι η σοφίτα με εμβαδόν

262m2 , η οποία αποτελείται από χώρους μεταβλητού ύψους που

δημιουργούνται κάτω από τις ξυλοδοκούς της στέγης.

Οι φέρουσες τοιχοποιίες της Villa Bianca φτάνουν μέχρι της στάθμη της οροφής του υπογείουμε λίθους που προέρχονται από την περιοχή της Θεσσαλονίκης (πρασινόλιθοι). Οι τοιχοποιίεςτης ανωδομής του κτίσματος είναι δομημένες με πλίνθους που παρουσιάζουν διαφορές τόσοστην γεωμετρική μορφή όσο και στην ποιότητα. Στο ισόγειο οι τοίχοι έχουν κατασκευαστεί μεσυμπαγείς πλίνθους ενώ στον όροφο και στην σοφίτα με διάτρητες πλίνθους . Υπερτερούνόμως σε ποσότητα οι συμπαγείς πλίνθοι πρισματικής μορφής με ή χωρίς εμβάθυνση στηνπάνω επιφάνεια διαμόρφωσης τους ( διαμόρφωση σκάφης). Οι διάτρητες πλίνθοι έχουν οπέςπαράλληλες στην διεύθυνση κατά μήκος τους, είναι δηλαδή παράλληλα προς τουςοριζόντιους αρμούς δόμησης).

Τα ξύλικα πατώματα συντίθενται από ξύλινες δοκούς διατομής 90x200 εώς 110x220mm σε αξονική πόσταση

περίπου 0.45m και ελαφρό σανίδωμα (συνολικό μόνιμο φορτίο 150 εώς 200 kg/m2). Η οροφή του ισογείου έχει

σύνθεση ανάλογη με αυτή του υπογείου, επικρατούν όμως τα ξύλινα πατώματα. Η οροφή του 1ου ορόφου

συντίθεται αποκλειστικά από ξύλινα πατώμα. Εξαίρεση αποτελεί η επικάλυψη του χώρου στην Β.Δ. γωνία

του κτιρίου, που όπως προαναφέρθηκε, είναι πλάκα Zollner από οπλισμένο σκυρόδεμα, με πρωτοποριακή

τεχνική για την εποχή της.

Η οροφή του υπογείου είναι κατασκευασμένη με τις κύριες δοκούς είτε μεταλλικές είτε ξύλινες. Τα μεταλλικά πατώματα συντίθενται από δοκούς διατομής Ι120-160mm σε αξονική απόσταση περίπου 0.60m που γεφυρώνονται με διάτρητες πλίνθους στηριζόμενες στο κάτω πέλμα των δοκών, από τους εξώστες που γεφυρώνονται από άοπλο σκυρόδεμα. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό τους αποτελεί η μεγάλου πάχους επικάλυψη τους με σημαντικό ίδιο βάρος ( συνολικό μόνιμο φορτίο 550 kg/m2), που επιφορτίζει της κύριες δοκούς.

1. Πλάκες μαρμάρου2. Συνδετικό κονίαμα3. Σκυρόδεμα με διάσπαρτα

μεταλλικά τεμάχια4. Συμπαγή τούβλα5. Σιδηροδοκοί Ι 1206. Έπίχρισμα

Μεταλλικό υπέρθυρο μεγάλου ανοίγματος

Φωλιά στήριξης ξύλινης δοκού

Μεταλλικές λάμες σύνδεσης ξύλινων ποταμών στέγης με τους τοίχους

Μεταλλικό υπέρθυρο ανοίγματος

Μεταλλική λάμα στήριξης ξύλινηςδοκού πατώματος

Μεταλλικό υπέρθυρο με εμπεριεχόμενηΣυνεστραμμένη μεταλλική λάμα με το αγκύριο της

Μεταλλική λάμα στήριξης ξύλινηςδοκού πατώματος

Κατά σειρά φθίνουσας σημασίας, τα κύρια

αίται των βλαβών και της φθοράς, καθώς και

η αντίστοιχη εκδήλωση τους ήταν τα εξής:

Η βίαια προσπάθεια κατεδάφισης

εκτεταμένων τμημάτων του κτιρίου που

είχε ως συνέπεια την καθαίρεση

φερόντων στοιχείων (στέγης, πατωμάτων

και τοίχων) και τη βλάβη άλλων.

Έλλειψη προστασίας του κτιρίου από τις

καιρικές συνθήκες (κυρίως τη βροχή και

την υγρασία) επιτάχυνε το ρυθμό

γύρανσης , ιδίως των πιο ευπαθών

στοιχείων (σάπισμα εκτεθειμένων

ξύλινων πατωμάτων).

Παθολογία

Γήρανση ορισμένων εκ’ των υλικών (οξείδωση μεταλλικών στοιχείων και οπλισμών σκυροδέματος)Διαφορική καθίζηση στο Β.Δ. άκρο του κτιρίου που είχε ως αποτέλεσμα τοπικές ζημιές στη θεμελίωση και ρηγματώσεις στους υπερκείμενους τοίχους.Μικροδιαφορικές καθιζήσεις μεταξύ διαφόρων περιοχών του κτιρίου που είχαν ως συνέπεια λειτουργικά κυρίως προβλήματα (κλίσεις δαπέδων και κυρίως εξωστών προς τα έξω).Σεισμοί που δημιούργησαν περιορισμένες ρηγματώσεις στο φέροντα οργανισμό.Ανερχόμενη υγρασία στην οποία αποδίδονται φθορές οικοδομικών στοιχείων στο υπόγειο.

Τα τοπικά μέτρα ενίσχυσης συνοπτικά ήταν:

Τοπική ενίσχυση θεμελίωσης στην δυτική όψηΑνακατασκευή τοίχων, εφαρμογή ενεμάτων στις ρηγματώσειςΚατασκευή, ανακατασκευή ενίσχυση πατωμάτων, ξύλινων καιμεταλλικών, σε σημαντικό τμήμα του κτιρίου, με επανατοποθέτηση καισυμπλήρωση των μεταλλικών συνδέσμων.Ενίσχυση των υφιστάμενων τοίχων της περιμέτρου της σοφίτας μεοπλισμένο επίχρισμα, ανακατασκευή των εσωτερικών τοίχων καιόπλιση του με 8/30, κατασκευή διαζωμάτων 20x20 cm από οπλισμένοσκυρόδεμα στη στέψη του και ανακατασκευή της στέγης.

Θεμελίωση

Πρόβλημα στην θεμελίωση εντοπίστηκε στη γωνία του δυτικού τοίχου, πιθανότατα λόγω της λειτουργίας του βόθρου με τον οποίο γειτνιάζει. Παρατηρήθηκαν τριχοειδής ρηγματώσεις στους υπερκείμενους τοίχους ενώ αποκαλύφθηκε παλιά προσπάθεια υποθεμελίωσης με σιδηροδοκό που ήταν έντονα οξειδωμένη. Η επίλυση του προβλήματος έγινε με πλήρη αποκάλυψη της σιδηροδοκού, καλό καθαρισμό της περιοχής χωρίς την χρήση νερού και σταδιακή υποθεμελίωση του συνεχούς τοίχου θεμελίωσης με οπλισμένο σκυρόδεμα.

Στις περιπτώσεις που αποκαλήφθηκαν μεταλλικές δοκοί κατά μήκος των τοίχων υπό μορφή διαζωμάτων στο ύψος στήριξης των κύριων δοκών, έγινε προσπάθεια καθαρισμού τους από τις επιφανειακές οξειδώσεις.Επίσης επειδή τα διάτρητα τούβλα γεφύρωσης ανοιγμάτων των σιδηροδοκών δεν επαρκούσαν, καθορίστηκαν οι χώροι στους οποίους χρησιμοποιήθηκαν. Στους υπόλοιπους χώρους τα τούβλα υποκαταστάθηκαν από αντίστοιχα λιθοστρώματα και σε κάποιες περιπτώσεις από χυτό επί τόπου σκυρόδεμα.Οι συμπληρούμενοι τοίχοι κατασκευάστηκαν μετά από καθαρισμό απομάκρυνση αποκολλημένων τμημάτων και διαβροχή των υφιστάμενων τμημάτων. Η πρώτη στρώση του κονιάματος αποκατάστασης επιλέχθηκε να είναι πιο υδαρής από το υπόλοιπο κονίαμα αποκατάστασης.

Τα συμπαγή τούβλα είχουν τις εξής ιδιότητες:

α) Διαστάσεις 21x10x7 cm με ανοχή 0.5cm για κάθε διάσταση.β) Σε μια από τις μεγάλες έδρες να έχουν εμβάθυνση διαστάσεων σε κάτοψη 15x6cm και βάθους 1cm με ανοχή 0.3 cm για κάθε διάσταση.γ) Αντοχή σε σύνθλιψη τουλάχιστον 15.0 MPa (N/mm2) κατά DIN 105.δ) Στατικό μέτρο ελαστικότητα περίπου 10.000 MPa (N/mm2).ε) Υδατοαπορροφητικότητα όχι μεγαλύτερη από 12%.ζ) Να μην έχουν επιφανειακή ρηγμάτωση. η) Να έχουν κατά το δυνατόν τραχειές επιφάνειες ώστε να εξασφαλίζεται η συνάφεια με το κονίαμα δόμησης.θ) Να είναι βιομηχανικής παραγωγής.

Τα διάτρητα τούβλα είχουν τις εξής ιδιότητες:

α) Διαστάσεις 20.5x9.7x6.8 cm με ανοχή 0.5cm για κάθε διάσταση.β) Να έχουν έξι διαμήκεις οπές.γ) Αντοχή σε σύνθλιψη τουλάχιστον 5.0 MPa (N/mm2) κατά DIN 105.δ) Υδατοαπορροφητικότητα όχι μεγαλύτερη από 12%.ε) Να μην έχουν επιφανειακή ρηγμάτωση. η) Να έχουν αυλάκια στις εξωτερικές επιφάνειες ώστε να εξασφαλίζεται η συνάφεια με το κονίαμα δόμησης.θ) Να είναι βιομηχανικής παραγωγής.

Προϋποθέσεις επανάχρησης υφιστάμενων τούβλων

α) Να μην έχουν αποτμήσεις, ιδιαίτερα στις γωνίες, αποφλειώσεις, επιφανειακές ρηγματώσεις και να μην είναι εύθρυπτα.β) Να διαθέτουν σταθερότητα χρώματος σε όλη την επιφάνεια τους.γ) Να είναι καθαρισμένα από παλιά κονιάματα και επιχρίσματα σε όλη την επιφάνεια τους.δ) Να συμφωνούν με τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των τούβλων των υφιστάμενων τοίχων του κτιρίου.ε) Να προτιμάται η χρήση τους σε συμπληρώσεις υφιστάμενων τοίχων παρά σε αναδομήσεις πλήρων τοίχων.

Σύνθεση κονιάματοςΗ σύνθεση του κονιάματος είναι η ακόλουθη (σε μέρη κατ’ όγκο)-Υδρασβεστος σε σκόνη: 1.0-Τσιμέντο : 1.0-Άμμος : 6.0-Νερό : 2.4

Η αντοχή σε σύνθλιψη του κονιάματος είναι τουλάχιστον 3.0 ΜPa σε δοκίμια ηλικία 28 ημερών κατά DIN 1164.

Ενέματα συγκόλλησης ρωγμών

Χρησιμοποιήθηκαν, σύμφωνα με τις κρατούσες απόψεις στον χώρο των αναστηλώσεων, παραδοσιακά υλικά και επιδιώχθηκε να επιτευχθούν αντοχές και μέτρα ελαστικότητας των ενεμάτων συμβιβαστά με τα αντίστοιχα μεγέθη των κονιαμάτων δόμησης του κτιρίου, χωρίς να παραβλέπεται η διατήρηση των λοιπών ιδιοτήτων των ενεμάτων (συνεκτικότητα, αντλήσιμο, εξίδρωση, συστολή ξηράνσες κ.τ.λ.) εντός των ισχυόντων σήμερα κανονισμών για τα ενέματα.

Στο συγκεκριμένο κτίριο χρησιμοποιήθηκαν δύο κατηγορίες ενεμάτων.Η πρώτη είναι χωρίς άμμο και θα χρησιμοποιηθεί σε όλο τα κτίριο για ρήγματα εύρους μικρότερου των 10mm.Η σύνθεση του θα είναι (σε μέρη κατ’ όγκο):-Υδράσβεστος σε σκόνη : 1.0-Τσιμέντο : 1.0-Νερό : 0.85

Η δεύτερη κατηγορία ενεμάτων περιέχει άμμο μέγιστου κόκκου 1mm και θα χρησιμοποιηθεί σε ρήγματα μεγαλύτερα των 10mm.Η σύνθεση αυτού του ενέματος είναι η ακόλουθη (σε μέρη κατ’ όγκο):-Υδράσβεστος σε σκόνη : 1.0-Τσιμέντο : 1.0-Άμμος :2.0-Νέρο : 0.85-Χρόνος βυθίσεως :30-35 sec

Απαιτούμενος εξοπλισμός α) Αναμικτήρας ενέματοςβ) Αντλία ενέματοςγ) Σωλήνες παροχήςδ) Ακροφύσιαε) Ακροφύσια για λεπτά ρήγματα

Αρχές αναστήλωσης-αποκατάστασηςΟι επεμβάσεις που επιλέγονται σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να εξασφαλίζουν τις εξής βασικές αρχές : Σεβασμό της αρχιτεκτονικής του κτιρίου ή του μνημειακού του χαρακτήρα Οικονομική και τεχνική αιτιολόγηση της επιλογής που θα ακολουθηθεί Δυνατότητα εφαρμογής της επιλεγόμενης τεχνολογίας Οι επεμβάσεις πρέπει να είναι κατά το δυνατόν σαφώς διαχωρισμένες, ώστε να μην αμφισβητείται ηγνησιότητα του μεγάλου τμήματος του μνημείου. Οι επεμβάσεις πρέπει να είναι όσο το δυνατόν αναστρέψες, ώστε , εφόσον στο άμεσο ή απώτερο μέλλονβρεθεί καλύτερη διαδικασία επέμβασης να είναι δυνατή ή άρση της παλιάς και η εφαρμογή της νέας.Όσες επεμβάσεις δεν είναι δυνατόν να έχουν αναστρέψιμο χαρακτήρα θα πρέπει να γίνουν με υλικάσυμβατά προς τα υλικά δόμησης του μνημείου καθώς και με εγγυημένη την πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής.

Εργαστηριακοί έλεγχοι

Ο έλεγχος του μέτρου ελαστικότητας του μέτρου ελαστικότητας των συμπαγών πλίνθων των τοιχοποιιών

του κτίσματος έγινε με σονομέτρηση (συσκευή Pundit της C.N.S. Instruments Ltd). Με τη συσκευή αυτή μετρήθηκε ο χρόνος διελεύσεως του ηχητικού κύματος στη διαμήκη διεύθυνση των πλίνθων. Η σχέση πουχρησιμοποιείται είναι:

Ed= p V2 f(μd)Όπου ρ: η πυκνότητα του πλίνθου

V: η ταχύτητα διέλευσης του ηχητικού κύματοςf(μd)= (1+ μd) (1-2 μd)/ (1- μd)μd = 0.194 ο δυναμικός λόγος του Poisson

Πλίνθοι Διαστάσεις (cm)Βάρος

(Kg)Πυκνότητα (Kg/dm3)

Χρόνος διελεύσεως (μsec)

Ταχύτητα κύματος (Km/sec)

Μέτρο Ελαστικότητας (N/mm2)

Κατηγορία α/α l b h

1 21.07 9.80 7.20 2.39 1.608 75.2 2.802 11450.6

B1 2 20.98 10.25 7.30 2.48 1.582 72.5 2.894 12017.4

320.77 10.07 7.41 2.50 1.613 73.6 2.822 11650.8

1 20.96 9.85 7.20 2.57 1.729 64.2 3.265 16717.4

B2 2 20.89 9.92 7.25 2.43 1.617 70.6 2.959 12841.3

3 20.60 9.94 7.15 2.41 1.646 69.7 2.956 13045.0

1 21.35 10.15 7.23 2.71 1.730 65.5 3.260 16675.9

B3 2 21.48 10.24 6.95 2.68 1.756 64.5 3.330 17661.2

3 21.53 10.22 7.11 2.66 1.700 64.5 3.338 17180.3

1 21.72 10.51 7.88 2.53 1.406 112 1.939 4794.5

B4 2 21.72 10.26 7.36 2.43 1.482 101 2.150 6213.5

3 20.38 9.58 6.68 1.62 1.242 128 1.592 2855.1

1 18.96 9.28 6.62 1.65 1.417 98 1.935 4812.2

B5 2 19.44 9.12 6.60 1.54 1.316 104 1.869 4169.4

3 20.06 9.82 6.54 1.55 1.203 130 1.543 2597.8

1 21.78 10.84 5.08 2.18 1.818 66 3.300 17956.8

B6 2 22.12 11.08 4.68 2.09 1.822 62 3.568 21038.0

3 21.75 11.11 4.74 2.08 1.816 62 3.508 20269.4

Οι εργασίες που προηγήθηκε της προσαγωγής των ενεμάτων ήταν:Α) Σφράγισμα των χειλέων των ρηγμάτωνΒ) Πλήρωση των ρηγμάτων με θραυστά αδρανήΓ) ΔιαβροχήΠαρότι οι εργασίες ήταν λεπτομερείς και αναλυτικές προβληματίζει το γεγονός ότι στη σύνθεση των ενεμάτων περιέχεται και σημαντική ποσότητα τσιμέντου, ενώ η ανάλυση του κονιάματος δόμησης έδειξε πως είναι ασβεστοκονίαμα.Όσον την διαθέσιμη τεχνολογία χρησιμοποιήθηκαν σύγχρονοι αναμικτήρες που ήταν κατάλληλοι για αυτή την εργασία.

Όσον αφρά την επανάχρήση των πλίνθων η επιλογή τους έγινε τους έγινε με αυστηρά κριτήριακαι επιλέχθηκε να τοποθετηθούν μόνο για προσθήκη σε ήδη υπάρχοντες τοίχες και όχι σε τοίχους που έπρεπε να αναδομηθούν εξ’ ολοκλήρου.

Βιβλιογραφία

1.Πενέλης Γ., Στυλιανίδης Κ. (επ. υπέθ), Τεύχος Τεκμηρίωσης, Θεσσαλονίκη 1994,(στα πλαίσια του ερευνητικού έργου «Μελέτη αποκατάστασης Villa Fernandez (Casa Bianca).2.Νομικός Μ, Αποκατάσταση επανάχρηση ιστορικών κτιρίων & συνόλων, Θεσσαλονίκη 20043. Νομικός Μ. , Αποκατάσταση- επανάχρηση μνημείων και ιστορικών συνόλων στην Βόρεια Ελλάδα, Θεσσαλονίκη 20014. Μπίκας Δ. , Casa Bianca Οικοδομικές επεμβάσεις αποκατάστασης , ΚΤΙΡΙΟ 2003