Realizace betonového kruhového schodiště

5. února 2013

Partneři sekce:

Celkově mají být stavební práce na nové škole architektury v Praze dokončeny v listopadu tohoto roku, poslední kubík betonu byl na stavbu položen ale již na konci května. Jak probíhala realizace uzavřeného kruhového betonového schodiště v prostředním atriu této zajímavě řešené budovy, je předmětem tohoto článku.

Nová škola architektury se staví v areálu komplexu vysokých škol v Praze 6 – Dejvicích, těsně vedle budovy stavební fakulty a v sousedství Studentského domu a Národní technické knihovny. Vznikla v dílně architektky Aleny Šrámkové a skrývá pozoruhodné prostory, jistě inspirativní a poučné pro budoucí architekty. Vedle prostor otevřených a transparentních je zde možno nalézt také prostory uzavřené. Jedním z nich je betonové kruhové schodiště – jakýsi komunikační vertikální tunel, který propojuje sedm nadzemních podlaží a nachází se při jižní straně severovýchodního atria této nové budovy (celkem jsou zde tři atria).

Dispozice a hmota schodiště
Atypické betonové kruhové schodiště se skládá z uzavřeného středového dutého válce – vnitřní schodišťové zdi, kolem které se vinou schody uzavřené po svém vnějším obvodě vnější kruhovou schodišťovou zdí. Tento vnější plášť je do prostoru atria téměř uzavřený. Nad každou mezipodestou schodiště je v něm v každém patře pouze jedno malé čtvercové prosklené okno, jakási střílna přivádějící do prostoru schodů denní světlo z přiléhajícího monumentálního atria, prosvětleného skrz prosklenou střechu.

Schodiště je rozděleno mezipodestou na dvě ramena. Na jižní straně vyúsťují schody v každém patře na podestu otevřenou do prostoru krčku odděleného skleněnými dveřmi od komunikačního uzlu každého patra – shromaždiště před výtahy, které je přes betonové zábradlí otevřené do prostoru atria. Schodiště tak tvoří uzavřený požární úsek. V každém patře se můžete rozhodnout, zda-li prostor schodiště opustíte, nebo budete pokračovat do vyšších pater. Schodiště končí v předposledním patře budovy. Ateliéry umístěné do posledních dvou pater jsou totiž jakési mezonety, jejichž horní patra jsou přístupna po jednotlivých schodištích z jejich dolních částí.

Požadavky na provedení
Tuto část stavby a její provedení měla na starosti Divize 6 firmy Metrostav. Požadavkem bylo realizovat všechny části tohoto schodiště z pohledového betonu pomocí bednění s prkýnkovou matricí. U tohoto provedení se kladou vysoké požadavky na kvalitu provedení povrchů, do kterých se přesně obtiskne matrice bednění.

Postup výstavby a materiál
Betonovalo se vždy najednou jedno patro schodišťových zdí, zvlášť vnitřní a vnější kruh. Po vybetonování schodišťových zdí všech pater se realizovaly samotné schody.

Z důvodů požadavku perfektních pohledových povrchů a horší možnosti vibrovat byl zvolen beton Easycrete SV v pevnostní třídě C 30/37. Jde o samozhutnitelný beton v konzistenci SF2 (podle směrnice pro SCC – samozhutnitelné betony), která zhruba odpovídá stupni konzistence F7 (podle ČSN EN 206-1 Z3). Konzistence se měří Abramsovým kuželem a pohybuje se v rozmezí 650 až 750 mm rozlití. Tento typ betonu se používá na hustě vyztužené konstrukce bez možnosti vibrace (stěny, desky a pilíře) a pohledové konstrukce. Ukládá se čerpadlem, bádií nebo na volno, přímo z autodomíchávače. Obsahuje vyšší obsah jemných podílů pro dobrou stabilitu směsi i ve vyšší konzistenci a pro vyšší kvalitu pohledových ploch. Díky dobré zpracovatelnosti tento typ betonu výrazně ulehčuje a urychluje ukládku.

Příprava a ošetření bednění
Pro dosažení kvalitních povrchů betonových konstrukcí bez pohledových vad byla nutná pečlivá příprava bednění. Čím je směs betonu tekutější, tím větší tlak musí bednění přenést. U samozhutnitelných betonů, jakým je také EASYCRETE SV, se uvažuje s plným hydrostatickým tlakem. Z tohoto důvodu bylo nezbytné připravit kvalitní návrh bednění, aby bezpečně přeneslo všechno působící zatížení betonu. Pro dosažení požadované pohledové betonové struktury bylo nutné bednění dokonale očistit od zbytků betonu a cementového závoje a zkontrolovat, zda není mechanicky poškozené. Pro lepší odbednění bylo také ošetřeno odbedňovacím olejem. Styk bednicích prvků se stávající konstrukcí byl utěsněn stlačitelnými polyetylenovými pásky s uzavřenými póry. Utěsněny byly také srazy jednotlivých desek. Smontované bednění bylo chráněno před znečištěním.

Postup realizace schodišťových zdí
Nejprve se vybetonoval vnitřní kruh schodišťové zdi prvního podlaží. Bednění bylo nainstalováno na vnitřní stranu kruhové schodišťové zdi, uložila se do něj výztuž a přimontovala se vnější část bednění, které muselo splňovat požadavky na kvalitní pohledovou stranu po odbednění, muselo být vyčištěné a ošetřené. Spolu s vnější částí bednění se do konstrukce zabudovaly speciální konzoly, u vnitřní schodišťové stěny vždy pět kusů na každé podlaží, na které se po dohotovení všech betonových schodišťových stěn připevnilo betonové samonosné schodiště.

Po dokončení přípravy bednění byla zahájena betonáž. Beton se plynule ukládal bádií za pomoci jeřábu. Během betonáže se bednění jemně poklepávalo, aby se uvolnily poslední bubliny držící na bednění a nezůstaly na betonu po jeho odbednění v podobě dutin. Samozhutnitelný beton Easycrete SV se nesmí hutnit, protože by vibrací mohlo dojít k rozdělení betonové směsi.

Po realizaci vnitřní kruhové schodišťové stěny prvního podlaží se přistoupilo k realizaci vnější kruhové schodišťové stěny tohoto podlaží. Postup byl obdobný, s tím rozdílem, že se bednění instalovalo směrem z vnější strany dovnitř a bylo důležité ohlídat kvalitu bednění obou stran stěny. Po odbednění měly být – jak strana vnitřní (schodišťová), tak strana vnější (směřující do atria) – pohledové se strukturou dřevěných prkýnek. Spolu s vnitřní stranou bednění se do konstrukce zabudovalo v každém patře šest speciálních konzol k přichycení schodiště. Na této schodišťové stěně bylo také nutné v každém patře obednit otvor pro malé čtvercové okno.

Bednění dalších pater schodišťových stěn se instalovalo na příslušná místa z pracovní plošiny umístěné na lešení. Betonáž byla prováděna plynule bádií za pomoci jeřábu. Pracovní cyklus zahrnující přípravu bednění, výztuže, betonáž stěny a odbednění trval jeden týden. Stěna se odbedňovala po 3 až 4 dnech, v závislosti na klimatických podmínkách. Delší doba zrání betonu v bednění napomáhala jeho ošetřování. Po odbednění probíhalo ošetřování betonu vlhčením jeho povrchu vodou. Nároky na ošetřování samozhutnitelných betonů u plošných konstrukcí jsou výrazně vyšší. Jiný způsob ošetřování než vlhčení vodou zde ale nešlo použít.

Realizace schodů
Po vybudování schodišťových zdí se začalo s realizací samotného monolitického betonového schodiště. Schody jsou samonosné, podepřené speciálními konzolami Shöck, které byly zabetonovány do schodišťových zdí.

Do schodišťových pohledových zdí nebylo možné vrtat, což ztěžovalo instalaci bednění schodů, která probíhala z lešení, připevněného k nejbližší podestě a ke speciálním konzolám. Příprava bednění z provizorních konstrukcí byla velice náročná. Bednění bylo nutné připravit velice pečlivě také z toho důvodu, že jeho jednotlivá prkýnka se opět přesně obtiskla do výsledné podoby stropu schodiště. Do bednění byla vložena výztuž desky a schodišťových stupňů. Betonové schodiště je oddilatováno od schodišťových stěn.

Betonáž schodů probíhala za pomoci čerpadla na beton. Beton musel obsahovat dostatek jemných podílů – kvůli zajištění kvalitních povrchů. Zároveň musel být beton dostatečně hustý, aby nepodtékal bednění, a to při zachování jeho čerpatelnosti. Schody byly betonovány v pracovním cyklu jedno patro za týden. Ošetřovány byly vlhčením vodou. Povrch schodů se lehce přebrousil a upravil penetračním ochranným nátěrem. Ten bude také konečnou povrchovou úpravou schodů.

Dokončovací práce
Do otvorů vynechaných ve vnější schodišťové stěně byla vsazena okna. Do vnější schodišťové stěny byly navrtány otvory a do nich vsazeny kovové L-profily pro přichycení zábradlí. Dilatační mezera mezi schodišťovou stěnou a samotným schodištěm byla vyplněna pružným páskem. Do prostoru schodiště bylo také instalováno umělé osvětlení.