Definice a typy důvodů. — Požadavky na základy. — Klasifikace základů. — Druhy základů: pásové, suťové, suťové betonové, sloupové, pilotové, plné. — Hydroizolace.
Definice a typy bází
Hmota zeminy ležící pod základem, schopná spolehlivě absorbovat tlak ze stavby, se nazývá přírodní základ. Půdy tvořící základ se dělí na jílovité, písčité, hrubozrnné a kamenité.
Pokud základové půdy nejsou schopny spolehlivě absorbovat tlak ze stavby, jsou uměle zpevněny.
Základ, jehož půda je uměle zpevněna, se nazývá použití-
Při zatížení budovy se může stlačit jíl, písek a hrubé zeminy, což může vést k sedání budovy. Velikost a rovnoměrnost sedání závisí na velikosti zatížení, stlačitelnosti půdy, tvaru a velikosti nosné plochy základu.
Stlačitelnost a únosnost různých typů zemin nejsou stejné, protože jejich fyzikální a mechanické vlastnosti jsou různé. Podzemní voda snižuje únosnost základu.
Požadavky na základy:
2) stabilita proti převrácení a posunutí v rovině základny základu;
3) odolnost vůči agresivní podzemní vodě;
4) odolnost vůči povětrnostním vlivům (mrazuvzdornost; nadzvedávání půdy při mrazu);
5) soulad trvanlivosti s životností budovy;
Klasifikace základů
Na základě výkonu základového materiálu při zatížení, tuhé-
tenké základy, které pracují především v tlaku, a pružné základy, které pracují v tahu a střihu.
Mezi tuhé základy patří suť, suťový beton a betonové základy.
Pružné základy jsou železobetonové.
Podle konstrukčního schématu (obr. 3) se základy dělí:
1) pás (ve formě souvislého pásu pod všemi nosnými stěnami);
2) sloupové (ve formě samostatných pilířů);
3) pevná (ve formě souvislé desky pod celou budovou);
Rýže. 3. Strukturální schémata základů: a – pás; b – sloupcový; V –
pevný; g – pilota: 1 – monolitická železobetonová deska: 2 – piloty: 3 – rošt; 4 – stěna; 5 – základové nosníky
Podle způsobu výstavby mohou být základy monolitické nebo prefabrikované.
V závislosti na hloubce základny jsou různé
Očekávají hluboké (více než 5 m) a mělké základy.
Hloubka základu je vzdálenost od značky úrovně terénu k základně základu. Hloubka základů závisí na konstrukčních prvcích budovy (přítomnost nebo nepřítomnost sklepů atd.), velikosti a povaze zatížení základu, hloubce základů sousedních budov, geologických a hydrologických podmínkách lokality (typy půdy, jejich fyzický stav, přítomnost podzemní vody, jejich značky a kolísání hladiny), klimatické vlastnosti oblasti (hloubka promrznutí půdy), jakož i přijatý návrh základů.
kde ГЗ je hloubka základu; GP – hloubka zamrznutí půdy; C – výška základny; 0,2 m – návrhová rezerva.
Typy základů
Pásové základy se instalují pod nosné stěny budovy. Dělí se na prefabrikované a monolitické.
Rýže. 4. Konstrukce pásových základů: a – prefabrikované; b – stejný, přerušovaný;
c – monolitický základ (suť beton); g – suťový základ: 1 – základové podložky; 2 —
betonové bloky; 3 – slepá oblast; 4 – hydroizolace; 5 – cihlový obklad (půl cihly)
Prefabrikované pásové základy se montují ze železobetonových bloků polštářů obdélníkových nebo trapézových profilů o výšce 300 a 500 mm, délce od 800 do 2800 mm. kladené na vyrovnaný podklad blízko sebe ve směru nosných zdí tvoří souvislý pás, podél kterého se kladou betonové bloky základových zdí v maltových spárách. Stěnové tvárnice o šířce 300, 400, 500, 600 mm, výšce 580 mm, délce 780, 1180 a 2380 mm mohou být plné nebo duté.
Rýže. 5. Konstrukce pásových základů: a – prefabrikovaný základový pás; b —
pásový monolitický základ
Duté bloky nejsou použitelné v půdách nasycených vodou, protože voda proniká do dutin bloků a když zmrzne, ničí jejich stěny.
Základy, ve kterých jsou polštářové bloky položeny v určité vzdálenosti od sebe, se nazývají nespojité (obr. 4, b) Vzdálenost mezi bloky je pokryta pískem. Přerušované základy jsou ekonomičtější než pevné základy.
Rýže. 6. Odizolujte monolitické základy. Plán
Rýže. 7. Prefabrikované základové pásy. Plán
Suťové základy. V moderním stavebnictví se suťové základy používají pouze v těch oblastech, kde je suť místním stavebním materiálem, protože suťové základy jsou pracné na výrobu a neekonomické.
Rýže. 8. Pásový suťový základ: 1 – slepá plocha, 2 – zásyp zeminou
Nejúspornější z monolitických pásových základů jsou
Pokládají se suťové betonové základy.
Rýže. 9. Suťový betonový základ
Jsou vyrobeny z betonu M75 (a vyšší) a kamenné suti (40 %), zaváděné do betonu při stavbě základů.
Při výstavbě monolitických základů se používá inventární panelové bednění.
Rýže. 10. Suťový betonový základ. Plán
Sloupové základy se používají v případech, kdy zatížení od budovy způsobuje tlak na terén menší než je standard (například nízkopodlažní budovy, některé typy panelových budov) nebo když vrstva zeminy sloužící jako základ leží v značná hloubka (3 m), což ekonomicky neospravedlňuje použití pásových základů .
Rýže. 11. Založení sloupu
Rýže. 12. Sloupový základ. Plán
Sloupové základy mohou být monolitické nebo prefabrikované. Pod budovami s nosnými stěnami jsou umístěny sloupové základy
Instalují se v rozích stěn, na křižovatce vnějších a vnitřních stěn, pod pilíři a po 3 m na slepých částech stěn.
Na sloupových základech se pod nosné stěny osazují základové nosníky z prefabrikovaného nebo monolitického železobetonu. Při vzdálenosti sloupových základů do 4 minut se instalují vyztužené cihlové překlady Aby nedocházelo k deformaci základových trámů silami nadzvedávání zeminy při zamrzání v nadzemních zeminách (pod základovými trámy), polštář z písku nebo strusky 50 – 60 cm vysoká je instalována.
Sloupové základy se instalují i pod samostatně stojící stavební podpěry: pod kamenné sloupy – prefabrikovaný základ ze železobetonových polštářových bloků.
Pilotové základy jsou postaveny na dřevěných, betonových a (výjimečně) ocelových pilotách.
Pilotové základy se rozlišují:
1) podle způsobu výroby a zarážení pilot do země – ražené piloty, zarážené do země v hotové podobě, a ražené piloty, vyrobené přímo v zemi;
3 — železobetonový pás; 4—slepá oblast; 5 – stěna základny z cihel; 6 – železobetonová podlahová deska
2) podle povahy práce v zemi – na hřebenových pilotách, které procházejí měkkými půdami a spočívají na silné půdě, a závěsných pilotách (třecích pilotách), které zhutňují slabou půdu a přenášejí zatížení do půdy třením, ke kterému dochází mezi půdami
objem a boční povrch pilot.
Pro rovnoměrnou distribuci na –
zatížení z budovy na všechny umístěné piloty
v řadách nebo v šachovnicovém vzoru jsou hlavy pilot zapuštěny do betonové nebo železobetonové desky (mřížka).
Pilotové základy umožňují snížit objem výkopových prací, spotřebu betonu a snížit náklady na základy. Pilotové základy jsou zároveň méně ekonomické z hlediska spotřeby oceli.
Hnané železobetonové a dřevěné piloty jsou raženy pomocí beranidel, vibračních kladiv a vibračních lisů.
Narážecí piloty se konstruují plněním předvrtaných, ražených popř
ražené studny. Spodní část vrtů lze rozšířit pomocí výbuchů (hromady s maskovací patou).
Vrtané piloty se od litých pilot odlišují tím, že se do vrtu osazují hotové železobetonové piloty, které vyplňují mezeru mezi pilotou a studnou pískocementovou maltou.
Pilotové základy v půdorysu mohou sestávat z: jednotlivých pilot pro podpěry;
pásy pilot – pod stěnami budovy, s pilotami uspořádanými v jedné, dvou nebo více řadách;
keře pilot – pod silně zatíženými podpěrami; průběžné pilotové pole – pro těžké konstrukce s rovnoměrně
zatížení rozložené podél plánu budovy.
Vzdálenost mezi pilotami a jejich počet se určí výpočtem. Minimální vzdálenost mezi visícími pilotami je 3 d (kde
d – průměr kulaté nebo strany čtvercové hromady).
Rýže. 14. Typy pilot: 1, 2, 3, 4 – betonové a železobetonové piloty, čtvercové, kulaté, plné, duté; 5, 6 – pravidelný vycpaný a rozšířený podpatek; 7, 8 – kamufláž; 9 — výklopně otevírací zarážky; 10 – hranolový; 11 – hromada v návazci dobře
Rýže. 15. Pilotový základ z prefabrikovaných šroubových pilot
Pevné základy se navrhují ve formě trámů nebo beznosníkových, betonových nebo železobetonových desek. Žebra nosníkových desek mohou směřovat nahoru a dolů. Průsečíky žeber slouží k instalaci rámových sloupků. Prostor mezi žebry v deskách s žebry
vršek je vyplněn pískem nebo štěrkem a na něj je uspořádána příprava betonu Betonové desky nejsou vyztuženy Železobetonové desky jsou vyztuženy podle výpočtu. Pokud jsou pevné základy hluboce zakopány a je potřeba zajistit jejich větší tuhost, lze základové desky navrhnout s krabicovým průřezem a umístit mezi žebra a stropy krabic suterénních místností.
Rýže. 16. Pevné základové desky: a – pod stěny nebo sloupy; b – deska-
možnost paprsku; c – krabicový tvar; g – ve formě válcových skořepin; d – skořepiny dvojitého zakřivení
Výběr základů pro soukromý dům závisí na mnoha faktorech. Nejprve je třeba vzít v úvahu ty hlavní – stav a typ půdy, klimatické podmínky regionu, typ domu a počet podlaží, úroveň podzemní vody a potenciální zatížení základu . Spolu s odborníky rozumíme typům nadací.
Odborníci v článku:
- Sergey Bezborodov, prezident stavební společnosti Qtec;
- Ilya Buzik, vedoucí oddělení architektonického dozoru Institutu územního plánování pro prostorové modelování a rozvoj „Mirproekt“;
- Andrey Bannov, projektový manažer DOM TECHNONICOL;
- John Mark Clancy, zakladatel Clancy Engineering;
- Maxim Lazovský, majitel stavební firmy Dom Lazovský;
- Michail Afrikanov, ředitel rozvoje, New Ruza Development.
Konstrukce použitého základu závisí na:
- půdní typ. Pokud má zemina dobré fyzikální a mechanické vlastnosti a únosnost, použije se buď deska, pás nebo sloupový základ. Pokud je únosnost zeminy nízká, jsou v ní inkluze suti, organické hmoty nebo se jedná o zeminy nasycené vodou, je třeba použít typ hromada, hromada-mříž nebo pásová hromada. Přenášejí zatížení na podložní zeminy, které mají vyšší fyzikální a mechanické vlastnosti;
- zatížení základů. Pokud jsou zatížení malá a půdy jsou homogenní, použijí se nejlevnější možnosti základů – páska, páskový blok. Jsou technologicky nejpokročilejší a rychle se montují lehkým autojeřábem typu Ivanovets;
- architektonická a plánovací řešení. Při výběru typu základu je nutné vzít v úvahu krok svislých konstrukcí a velikost rozpětí;
- hladina podzemní vody a přítomnost povodní.
Typy základů
Podle použitých materiálů se rozlišují následující skupiny základů:
- z přírodních kamenů, suti a sutinového betonu;
- z umělých kamenů, betonových bloků, keramických kamenů;
- dřevěné;
- beton (železobeton, pórobeton) a speciální.
Podle typu konstrukcí se rozlišují následující typy základů:
- páska;
- hromada pásky;
- deska;
- monolitické a prefabrikované;
- hromada (vycpaná, hnaná, vrtaná, šroubovaná, kompozitní);
- sloupovitý;
- blok.
Typická páska
Typický pásový základ sestává z prefabrikovaných bloků namontovaných s přesahem (s obvazem). Jedná se o jeden z technologicky nejpokročilejších a prefabrikovaných základů. Lze jej však použít pouze v suchých půdách, na rovném (vyrovnaném) podkladu, protože základová páska z hlediska přesně opakuje plán svislých nosných konstrukcí, říká Ilya Buzik.
Mezi výhody pásového základu patří skutečnost, že při pokládce není vyžadováno použití autojeřábu (Foto: upgradedoma.ru)
Typická monolitická páska
Typický monolitický pásový základ z betonu nebo železobetonu s dřevěným bedněním. Mezi jeho přednosti patří, že při pokládce není potřeba použití autojeřábu. Základová páska může mít proměnnou výšku, a to jak podél horní, tak spodní strany, vysvětluje Michail Afrikanov. Pásový základ v monolitickém provedení je podle něj považován za méně náročný na reliéfní a architektonické a plánovací řešení svislých konstrukcí. Nevýhody jsou stejné jako u typického pásového základu: „páska“ základu ve smyslu přesně opakuje půdorys svislých nosných konstrukcí.
Prefabrikované sloupové z tvárnic
Prefabrikovaný sloupový základ z tvárnic, na které jsou namontovány dřevěné trámy, přenášející zatížení z konstrukce na základ, je nejlevnější a technologicky nejpokročilejší varianta malých zahradních domků. Jeho záložka nevyžaduje speciální vybavení. Nevýhodou základu je, že jej lze instalovat pouze na rovný terén s malým zatížením konstrukce. Podle Ilji Buzika by návrh budovy neměl zahrnovat suterén. Pro malé domy se používají mělké základy, pro větší – možnosti pokládky pod hloubkou mrazu.
Izolovaná švédská deska zkracuje dobu výstavby
Sergey Bezborodov, prezident stavební společnosti Qtec:
– Při výstavbě nízkopodlažních budov je energeticky nejúčinnějším typem základů izolovaná švédská deska (UShP). Jedná se o monolitickou betonovou desku s dodatečnou vrstvou izolace. Klíčovým prvkem ZČU jsou inženýrské systémy zabudované do desky: vodou ohřívaná podlaha, elektrika, vodovod a kanalizace.
V naší řadě Q House se zaměřujeme na technologii budov a volba ZČU to umožnila. Veškerá komunikace je připravena a rozvedena ve fázi založení. Ve stejné fázi provádíme kabeláž kabelových výrobků, což výrazně zjednodušuje práci s elektrikářem při přípravě na dokončení. Jednou z nejcennějších vlastností ZČU je tepelná účinnost. Dům se ukazuje jako velmi teplý, náklady na vytápění jsou v průměru o 30-40% nižší než u standardního vytápění radiátory.
ZČU také výrazně zkracuje dobu výstavby a kompenzuje náklady na tento základ. Stavba je rychlejší, protože není nutná hluboká jáma, komunikace jsou připraveny v rané fázi, povrch je vyrovnaný a nevyžaduje další potěr. Také je takový základ odolnější, půda pod ním nezmrzne a nedeformuje desku.
Prefabrikovaný sloupový základ bloků s hydroizolačním zařízením
Prefabrikovaný sloupový základ bloků s hydroizolačním zařízením používá se při stavbě poměrně velkých domů na dobrých půdách s vysokými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi, říká Maxim Lazovský.
Sloupový základ z monolitického železobetonu s monolitickým železobetonovým páskovým nosníkem
Sloupový základ z monolitického železobetonu s monolitickým železobetonovým páskovým nosníkem, který přenáší síly ze svislých konstrukcí na pilíře, umožňuje stavět základy v oblastech se sklonem reliéfu, upřesňuje Andrey Bannov. Mezi jeho nevýhody patří skutečnost, že zakládací páska z hlediska přesně opakuje půdorys svislých nosných konstrukcí.
Ve formě monolitické desky
Základ, vyrobený ve formě monolitické desky, se používá pro relativně velká zatížení od svislých konstrukcí v případech, kdy má zemina dostatečně vysoké fyzikální a mechanické vlastnosti. Deska rozděluje tlak po celé ploše základny půdy, což řeší problém se zatížením. To je ale dost drahé řešení kvůli velké spotřebě betonu, varuje Ilya Buzik.
Hromada
pilotové založení je jedním z technologicky nejpokročilejších řešení. Beton se nalije do ponořených kovových trubek – a získá se „trubkový beton“. Trubky s hrotem se snadno ponoří do měkké půdy zarážením nebo šroubováním, tlakovou sílu vnímá beton v trubkách, říká Ilya Buzik. Tato metoda umožňuje provádět základy na svazích a na volných půdách. Podél hlav a nosníků jsou namontovány hydroizolační prvky, které přenášejí síly ze svislých konstrukcí na kovové piloty. Nevýhody – vysoká cena potrubí a nutnost použití speciálního vybavení pro potápění.
Sloupec
Nadace sloupce používá se v půdách s vysokými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. Jeho předností je podle Ilji Buzika vyrobitelnost a hospodárnost a nevýhodou nutnost použití standardního architektonického a plánovacího řešení, které předpokládá stejné svislé zatížení od stěn a sloupů, přenášené do země.
Kombinovaný prefabrikát-monolitický pilot-deska
Kombinovaný typ základů prefabrikovaný-monolitický pilot-deska Vhodné do svažitého terénu a měkkého terénu. Při pokládání takového základu můžete použít materiál zákazníka – prefabrikované desky, které jsou položeny na monolitické desce, zvyšující tuhost konstrukce, objasňuje Andrey Bannov. Nevýhody tohoto typu základů jsou složitost konstrukce, nerovnoměrné zatížení pilot, vysoké náklady, potřeba drahého vybavení a kvalifikovaných umělců.
Hromada pásu
Pás pilotový základ používá se, když únosnost pásového základu, respektive zeminy pod ním, nestačí a je potřeba ji zvýšit, říká Ilja Buzik. Jedná se o relativně ekonomickou variantu ve srovnání s deskami a poměrně flexibilní, umožňující určité přerozdělení zatížení na pilotách v závislosti na jejich únosnosti. Nevýhodou této možnosti je potřeba drahého vybavení a kvalifikovaných umělců.
hromadové pole
hromadové pole používá se při nedostatečné únosnosti (fyzikálně mechanické vlastnosti) zemin. Po osazení pilot se seříznou jejich hlavy a položí se buď rošty, nebo pevná monolitická základová deska. Jedná se o nejdražší řešení, které umožňuje stavět základy pro výškové budovy i na chudých půdách, říká Ilya Buzik.
Z kovových konstrukcí
Zakládání kovových konstrukcí – Jedná se o odlehčenou verzi základu, jejíž výhodou je možnost využití materiálu zákazníka, říká John Mark Clancy. Nevýhody tohoto typu základů jsou spojeny s vysokou cenou kovu, složitostí a pracností sledování svarových spojů a ochranou proti korozi. Používá se zřídka a nedobrovolně.
Vlasová páska-prefabrikovaná-monolitická
Pilotová páska-prefabrikovaná-monolitická verze základu je odlehčená verze základů, která se používá z ekonomických důvodů (zpravidla v případech, kdy se zákazník snaží ušetřit peníze použitím materiálů a produktů, které má k dispozici). Nevýhodou tohoto řešení je zvýšení složitosti návrhu a konstrukce, dlouhá doba trvání stavebních prací, potřeba vybavení a kvalifikovaných specialistů, shrnuje Ilya Buzik.
Jak vybrat základ
Hlavními kritérii výběru jsou ekonomika a vlastnosti půdy. Nejjednodušší, nejrychlejší instalace a levný typ základů je sloupový základ, vysvětluje Ilya Buzik. Betonové pilíře jsou instalovány v zemi v rozích budovy, na křižovatkách stěn a podél linie stěny s krokem ne větším než 3 m.
Pokud hmotnost konstrukce překročí přípustnou hodnotu pro sloupový základ, uchýlí se k položení pásového základu. Tento typ základů má větší pokrytí, dodává John Mark Clancy. Jeho design je pevný rám podrážky budovy, položený páskami na zemi v místě, kde procházejí stěny a příčky.
Nejdražší způsob, jak postavit základy domu, je deska. Vysoké náklady jsou spojeny s několikanásobným zvýšením potřebného stavebního materiálu ve srovnání s pásovým základem, říká Maxim Lazovský. Deskový základ je pevný vyplněný povrch zeminy po obvodu budoucí budovy a snese zatížení i při nízkých fyzikálních a mechanických vlastnostech zeminy na místě. Vzhledem k vysokým nákladům se tento typ základů používá velmi zřídka a pouze tehdy, když je to nezbytně nutné.
Pilotový základ je nejdražší varianta, odolává vysokému zatížení, umožňuje výstavbu na půdách s extrémně nízkými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi. Podle Ilji Buzika je použití pilotového základu oprávněné v těch oblastech, kde vnější slabá skořápka půdy skrývá silné půdní horniny.
Čím kvalitnější zemina, tím vyšší jsou její fyzikální a mechanické vlastnosti, tím je základ jednodušší, levnější a technologicky vyspělejší. Na skalnatých, vysoce pevných půdách, půdách vyrobených z hrubého písku, se zpravidla vytvářejí sloupcové základy, říká Michail Afrikanov. Pokud jsou půdy slabší, pak pásku; pokud jsou vlastnosti půdy nízké, pak deska. Pokud zemina vůbec „nenese“ zatížení, přenáší se do spodních vrstev přes piloty.
Jaké materiály jsou potřebné k vyplnění základu
Odborníci vysvětlují, že pro nalití monolitického základu do půd s nízkou vlhkostí je vyžadován těžký konstrukční beton třídy alespoň B15 s propustností vody alespoň W4. Do vlhkých míst, kde se používá vnější hydroizolace, se doporučuje beton s propustností vody minimálně W6, nejvíce se používá v individuální a hromadné výstavbě.
Andrey Bannov, projektový manažer DOM TECHNONICOL:
– Doporučil bych použít speciální izolaci určenou do základů pro zakopané konstrukce. Takové značky nejen dobře udržují teplo, nebojí se vlhkosti, ale jsou také vysoce odolné. Zvláštním bodem při stavbě základu je betonování. Při přejímce betonové směsi je žádoucí zkontrolovat její kvalitu. Musíte zkontrolovat dokumenty, ujistit se, že dodávka je organizována bez prodlení, nebo si můžete směs vyzkoušet přímo na místě.
Vodotěsné betony W8 se používají při výstavbě konstrukcí nebo objektů se zvýšenými požadavky na odolnost proti pronikání vlhkosti, například když je na staveništi vodou nasycená zemina, dochází k záplavám a záplavám.
Mrazuvzdornost betonu (počet cyklů zmrazování a rozmrazování bez destrukce) musí být minimálně F50. Doporučená mrazuvzdornost je F100. Materiály s indikátorem F150 a vyšším se používají v obtížných podmínkách s vysokou vlhkostí, v místech u velkých vodních ploch, kde dochází k neustálé změně teploty a ve výškové bytové výstavbě.
