Základy jsou důležitým konstrukčním prvkem budovy, přebírají zátěž z jejích nadzemních částí a přenášejí ji na základnu. Základy musí uspokojit požadavky pevnost, stabilita, odolnost, vyrobitelnost zařízení a účinnost.
Horní rovina základu, na které jsou umístěny nadzemní části stavby, se nazývá základová plocha nebo hrana a její spodní rovina v přímém kontaktu s podkladem se nazývá základová deska.
Vzdálenost od plánovaného povrchu půdy k úrovni podkladu se nazývá hloubka založení, která musí odpovídat hloubce podkladní vrstvy. V tomto případě je také nutné počítat s hloubkou promrzání půdy (obr. 4.3). Pokud se základna skládá z vlhké jemnozrnné půdy (jemný nebo bahnitý písek, písčitá hlína, hlína nebo jíl), pak by základna neměla být umístěna výše, než je úroveň mrazu půdy. Na Obr. Tabulka 4.3 ukazuje izočáry standardních hloubek zamrznutí pro hlinité půdy.
Hloubka základů pro vnitřní stěny vytápěných budov nezávisí na hloubce zamrznutí půdy; předepisuje se minimálně 0,5 m od úrovně terénu nebo podlahy suterénu.
V nezávažných půdách (hrubé klastické, ale i štěrkovité, velké a středně velké písky) hloubka základů také nezávisí na zámrzné hloubce, musí však činit minimálně 0,5 m podle přírodní úrovně. půdy, při urovnávání podestýlkou a na plánovací značce při plánování místa řezem.
Podle konstrukčního schématu mohou být základy: pásové, umístěné po celé délce stěn nebo ve formě souvislého pásu pod řadami sloupů (obr. 4.4, Obr. a, b); sloupové, umístěné pod samostatně stojícími podpěrami (sloupy nebo pilíře) a v některých případech pod stěnami (obr. 4.4, c, d); pevná, což je monolitická deska pod celou plochou budovy nebo její částí a používá se pro zvláště velká zatížení na schodech nebo jednotlivých podpěrách, jakož i na nedostatečně pevné zeminy na základně (obr. 4.4, d, f); piloty ve formě samostatných tyčí zapuštěných do země za účelem přenášení zatížení z budovy přes ně na základnu (obr. 4.4, a).
Základy se podle charakteru své práce při zatížení dělí na základy tuhé, jejichž materiál pracuje především v tlaku a v nichž nedochází k ohybovým deformacím, a základy pružné, které pracují především v ohybu. Ke stavbě pevných základů se používá zdivo z nepravidelně tvarovaného přírodního kamene (rublový kámen nebo suťová deska), suťový beton a beton. Železobeton se používá především pro pružné základy.
Pásové základy. Podle obrysu v profilu je pásový základ pod stěnou v nejjednodušším případě obdélník (obr. 4.5, a). Jeho šířka je nastavena o něco větší než tloušťka stěny a poskytuje malé římsy 50-150 mm na každé straně. Pravoúhlý řez základu ve výšce je však přípustný pouze při malém zatížení základu a dostatečně vysoké únosnosti půdy.
Nejčastěji, aby se přenesl tlak na půdu a zajistila se její potřebná únosnost, je nutné zvětšit plochu základové základny jejím rozšířením. Teoretický tvar průřezu základu je v tomto případě lichoběžník (obr. 4.5,6), kde úhel a určuje rozložení tlaku a bere se pro suťové zdivo a suťový beton od 27 do 33°, pro beton 45 °. Konstrukce takových trapézových základů je spojena s určitými mzdovými náklady, proto jsou v praxi takové základy v závislosti na odhadované šířce základny obdélníkové nebo stupňovité (obr. 4.5, c, d) s výhradou pravidla, že rozměry základu nepřesahují jeho teoretický tvar. Rozměry šířky kroku (A) není povoleno více než 20-25 cm a na výšku (c) – v souladu s tím ne méně než 40-50 cm.
Pásové základy mohou být podle způsobu výstavby monolitické nebo prefabrikované.
Monolitické základy tvoří suť, suťový beton, beton a železobeton. Na Obr. Obrázek 4.6 ukazuje pásový základ ze suti a suťového betonu. Šířka suťových základů musí být minimálně 0,6 m u zdiva z trhané sutě a 0,5 m u zdiva ze suťových desek. Výška schodů v suťových základech je obvykle asi 0,5 m, šířka – od 0,15 do 0,25 m.
Stavba monolitických suťových betonových, betonových a železobetonových základů vyžaduje bednění. Pokládání sutinových základů se provádí pomocí komplexní nebo cementové malty s povinnou ligací (nesouladem) svislých švů (mezery mezi kameny vyplněnými maltou).
Suťobetonové základy tvoří beton tř. ne nižší než B5 se zahrnutím do jeho tloušťky (za účelem úspory betonu) jednotlivých kusů suti. Velikost kamenů by neměla být větší než 1/3 šířky základu.
Monolitické suťové základy nesplňují požadavky moderní průmyslové výstavby a je obtížné mechanizovat práci na jejich instalaci. Stavební základy suti a suti jsou velmi pracné, a proto se používají hlavně v oblastech, kde je suť místním materiálem.
Efektivnější jsou betonové a železobetonové základy z prefabrikovaných prefabrikátů (obr. 4.7), které jsou v současnosti nejrozšířenější. Při jejich instalaci se náklady na práci ve stavebnictví sníží na polovinu. Lze je postavit i v zimních podmínkách bez topného zařízení.
Prefabrikované pásové základy pro stěny se skládají ze základových bloků-polštářů a stěnových základových bloků. Základové podložky se pokládají přímo na podklad do písčitých zemin nebo na pískový přípravek tloušťky 100-150 mm, který je nutné důkladně zhutnit.
Základové betonové tvárnice se pokládají na maltu s povinným podvazem svislých spár, jejíž tloušťka se předpokládá 20 mm (obr. 4.7, 4.8). Vertikální jamky tvořené konci bloků se pečlivě naplní roztokem. Spojení bloků podélných a rohových stěn je zajištěno podvázáním bloků a uložením ocelové výztužné sítě o průměru 6-10 mm do vodorovných švů (obr. 4.9).
Polštářové bloky se vyrábí v tloušťkách 300 a 400 mm a šířkách od 1000 do 2800 m, stěnové bloky se vyrábí v šířkách 300, 400, 5U0 a 600 mm, výškách 580 a délkách 780 a 2380 mm.
Ve stavební praxi se také používají prefabrikované základové bloky o tloušťce 380 mm s tloušťkou nadzemních stěn 510 a 640 mm (obr. 4.10, a). U tohoto provedení je plně využita pevnost základového materiálu a výsledkem jsou úspory betonu.
Zařízení tzv nespojité základy (obr. 4.10,6), ve kterém jsou polštářové bloky položeny ve vzdálenosti 0,3-0,5 m od sebe. Mezery mezi nimi jsou vyplněny pískem.
Výstavba velkopanelových budov a budov z objemových bloků si vyžádala vývoj nových konstrukčních řešení základů. Na Obr. 4.10, в znázorňuje základ z velkorozměrových prvků pro bytový dům s příčnými nosnými stěnami a suterénem. Základ tvoří železobetonová deska tloušťky 300 mm a délky 3,5 m a na ní osazené panely, které jsou průchozí železobetonové formy bez výztuh o tloušťce 240 mm a výšce rovné výšce suterénu. Prvky jsou navzájem spojeny svařováním vložených ocelových dílů.
Při výstavbě budov na plochách s výraznými sklony se základy stěn provádějí podélnými římsami (obr. 4.11). Výška říms by neměla být větší než 0,5 m a délka by neměla být menší než 1,0 m. Stejné pravidlo se používá při uspořádání přechodu základů vnitřních stepí na vnější základy v různých hloubkách.
Pokud je nutné zajistit nezávislé usazení dvou sousedních částí budovy (například když mají různý počet podlaží), pak při instalaci pásových monolitických základů jsou v jejich těle uspořádány průchozí mezery, které oddělují základ. Za tímto účelem se do mezer vkládají desky obalené střešní lepenkou. V suterénních budovách jsou desky odstraněny zvenčí a švy v těchto místech jsou vyplněny bitumenem. Pokud jsou základy prefabrikované, pak pro zajištění potřebné vůle jsou bloky položeny tak, aby se svislé švy shodovaly.
V místech, kde procházejí různá potrubí (vodovod, kanalizace atd.), se předem zajistí vhodné otvory v monolitických základech a v prefabrikovaných základech se zajistí potřebné mezery mezi bloky s následným utěsněním.
Při malém zatížení základu, kdy je tlak na základ menší než normativní, je vhodné nahradit souvislé pásové základy pod stěnami nízkopodlažních budov bez suterénu sloupovými základy. Základové pilíře mohou být suťové, suťobetonové, betonové a železobetonové (obr. 4.12, ). Vzdálenost mezi osami základových pilířů je 2,5-3,0 m, a pokud jsou zeminy silné, pak tato vzdálenost může být 6 m. Pilíře musí být umístěny v rozích budovy, na křižovatkách a spojích stěn a pod moly. Průřez sloupových základů ve všech případech nesmí být menší než: suť a suť beton – 0,6 × 0,6 m; beton – 0,4×0,4m.
Sloupové základy pro stěny jsou také postaveny ve výškových budovách s významnými hloubkami základů (4-5 m), když je instalace pásového základu nepraktická kvůli vysoké spotřebě stavebních materiálů.
Pilíře jsou opláštěny železobetonovými základovými nosníky. K jejich ochraně před silami vztlaku půdy a také k jejich volnému usazení (při sedání stavby) je pod nimi zhotovena písková podestýlka o tloušťce 0,5-0,6 m. Je-li nutné izolovat stěnovou část podlahy, podestýlka je vyrobena ze strusky nebo keramzitu.
Sloupové jednoduché základy se také používají pro jednotlivé podpěry budov. Na Obr. 4.12, б ukazuje monolitický suťový nebo betonový základ pod zděným sloupem a na Obr. 4.12, c, d – z železobetonových blokových polštářů a blokových desek. Prefabrikované základy pro železobetonové sloupy se mohou skládat z jedné sklobetonové železobetonové botky (obr. 4.12, d) nebo ze železobetonové skleněné tvárnice a podpěry desky (obr. 4.12, E).
Pevné základy se staví, pokud je zatížení přenášené na základ značné a půda je slabá. Tyto základy jsou umístěny pod celou plochou budovy. Vyrovnat nepravidelnosti sedání od účinků zatížení přenášených přes sloupy rámových budov; Příčné pásové základy se používají ve dvou vzájemně kolmých směrech (obr. 4.13, a). Jsou vyrobeny z monolitického železobetonu. Pokud trámy dosahují značné šířky, pak je vhodné je spojit do souvislé žebrové nebo beznosníkové desky (obr. 4.13, b, c). Pevné základy zajišťují rovnoměrné sedání stavby, což je důležité zejména u výškových budov. Pevné základy se používají také v případě, že v suterénu dochází k výraznému zpětnému toku podzemní vody.
Ve stavební praxi se u inženýrských staveb (televizní věže, komíny apod.) používají pevné základy krabicového typu.
Pilotové základy se používají ve stavebnictví na slabě stlačitelných půdách a také v případech, kdy je dosažení přirozeného základu ekonomicky nebo technicky nepraktické z důvodu velké hloubky jeho založení. Kromě toho se tyto základy používají také pro budovy postavené na dostatečně pevných půdách, pokud použití pilot umožňuje ekonomičtější řešení.
Podle způsobu přenosu svislých zatížení ze stavby do země se piloty dělí na stojany na hromady и visící hromady. Hromady procházející slabými vrstvami
zemina a spočívající svými konci na pevné zemině se nazývají hřebenové piloty (obr. 4.14, a) a piloty, které nedosahují pevné zeminy a přenášejí zatížení do zeminy třením vznikajícím mezi bočním povrchem piloty a zeminou, se nazývají závěsné piloty (obr. 4.14, před naším letopočtem).
Podle způsobu zapuštění do země se piloty buď zatloukají nebo zatloukají. V závislosti na použitém materiálu mohou být hnané piloty železobetonové, kovové nebo dřevěné. Zalévané piloty se vyrábějí přímo na staveništi v zemi.
Železobetonové piloty jsou vyráběny z plných čtvercových (od 250×250 do 400×400 mm) a obdélníkových (250×350 mm) profilů a také trubkových profilů o průměru 400 až 700 mm. Nejčastěji se používají krátké piloty délky 3-6 m. Trubkové piloty mohou mít buď zahrocený spodní konec, nebo otevřený.
Aby se zabránilo rychlému hnilobě, dřevěné piloty se používají pouze v půdách s konstantní vlhkostí. Vyrábějí se z jehličnatých lesů o průměru v horním řezu minimálně 180 mm; kromě toho musí být kmen dřevěné hromady pokryt bitumenem nebo dehtovým tmelem, aby se zabránilo jejich hnilobě. Aby byla hromada chráněna před uvolněním během jízdy, je na její horní konec umístěn ocelový třmen a na spodní konec je umístěna ocelová botka.
V závislosti na únosnosti a konstrukčním řešení objektu se piloty ukládají v jedné nebo více řadách nebo v keřích (obr. 4.15).
Nahoře jsou železobetonové a kovové piloty vzájemně kombinovány železobetonovou mříží, která může být prefabrikovaná nebo monolitická (obr. 4.15,5). S dřevěnými piloty je mříž také vyrobena ze dřeva.
Pásové základy jsou uspořádány ve formě pásů pod zdmi budov a jejich půdorysný tvar kopíruje obrys zdí. Pásové základy nejsou pouze nosné konstrukce, ale také uzavírající prostory v přízemí nebo suterénu.
Z profilu je pásový základ pro kamennou zeď v nejjednodušším případě obdélník.
Obdélníkový s polštářem
Pravoúhlý průřez základu na výšku je přípustný pouze při malém zatížení základu a dostatečně vysoké únosnosti zeminy.
Ve většině případů, aby se přenesl tlak na základ, který nepřesahuje standardní tlak na zemi, je nutné rozšířit základnu základu.
Teoretický tvar průřezu základu s rozšířenou základnou je lichoběžník. Rozšíření základny by nemělo být velké, aby se zabránilo vzniku tahových a smykových napětí ve vyčnívajících částech základu a vzniku trhlin v nich.
Na základě zkušeností byly stanoveny maximální úhly sklonu teoretického bočního líce základu ke svislici, při kterých nevzniká nebezpečná tahová a smyková napětí. Mezní úhel α, běžně nazývaný úhel rozložení tlaku v základovém materiálu, je 1°1′ pro suťové zdivo na komplexní maltu složení 9:26:30, 1°4′ pro cementovou maltu 33:30, 36°. pro suťový beton a beton – 45°.
V praxi se základy dělají se stupňovitou částí. V podsklepených budovách je část základů v suterénu uspořádána do obdélníkového tvaru s rozšířením pod podlahu suterénu, nazývaného polštář.
Šířka suťových základů pro zajištění potřebného bandážování švů musí být u zdiva z roztrhané suti minimálně 600 mm a u suťových desek 500 mm a u suťových betonových základů minimálně 350 mm, přičemž velikost kamenů by neměla být žádná. více než 1/3 šířky základu. Suťový beton a betonové základy jsou méně náročné na práci, ale vyžadují bednění a větší spotřebu cementu. Výška schodů v základech je obvykle asi 500 mm, šířka – od 150 do 200 mm.
Nejprůmyslovějším typem jsou prefabrikované základy ze železobetonových desek a betonových stěnových bloků. Použití prefabrikovaných základů může výrazně zkrátit dobu výstavby a snížit pracnost práce.
Rýže. 6.5. Prefabrikovaný pásový základ z velkých bloků
Padové desky se vyrábí převážně v tloušťce 300 mm, šířce 600 až 3200 mm a délce 1200 až 2400 mm. Stěnové základové bloky mají rozměry: výška 600 a 300 mm (přídavné), šířka – 300, 400, 500 a 600 mm, délka – 600, 800, 900, 1200 a 2400 mm.
Bloky se pokládají s podvázáním svislých švů, přičemž vzdálenost mezi nimi je minimálně 0,4 výšky bloku.
Pro snížení počtu standardních velikostí základových bloků po délce a také pro instalaci komunikačních vstupů jsou v tělese pásového základu ponechány otvory o délce maximálně 600 mm, které jsou následně vyplněny betonem nebo cihlou. V tomto případě musí překrývající blok blokovat otvor.
Pod desky polštáře se položí vyrovnaná písková podestýlka nebo se položí vrstva chudého betonu o tloušťce 100 mm.
Pro zajištění prostorové tuhosti základů jsou spoje mezi podélnými a příčnými stěnami suterénu zajištěny ligačními bloky a kladením výztužných sítí o průměru 8 nebo 10 mm ve vodorovných spojích.
Pokud se vypočítaná šířka základové základny neshoduje s šířkou typické železobetonové desky, jsou uspořádány přerušované základy – pokládání desek v intervalech a jejich plnění pískem nebo zeminou.
V praxi nízkopodlažní výstavby (v budovách bez suterénu) se stále častěji používají mělké základy s podkladem ve formě pískového (písko-štěrkového) polštáře.
Zajištění požadované tuhosti takových základů je dosaženo instalací monolitických železobetonových základů.
Výška protivztlakového polštáře závisí na hloubce promrznutí půdy, stupni zvednutí, zatížení základu a přípustných deformacích pro nadzákladovou část budovy.
Rýže. 6.6. Pásové základy: a – nezasypané (základ suterénu); b – mělký
Polštář se pokládá ve vrstvách 150-200 mm s litím vody a hutněním.
V případech, kdy se v sezónní namrzající vrstvě nacházejí zdvižné zeminy, které dokážou pohltit zatížení z objektu, je efektivní a ekonomicky proveditelná výstavba plošných tepelně izolovaných základů.
Rýže. 6.7. Mělké, tepelně izolované základy s tepelně izolačním prvkem: a – pod základem; b – vedle základu
Jejich rozdíl od mělkých základů diskutovaných výše spočívá v tom, že pod základnu základu nebo vedle něj je položen speciální tepelně izolační materiál – extrudovaná polystyrenová pěna (PSBS).
Pod takovými základy nedochází k promrzání zeminy a v důsledku toho nedochází k deformaci podzemních konstrukcí budovy v důsledku nadzvedávání zeminy.
Přechod z jedné základové hloubky do druhé (na ploše s výrazným sklonem, v přítomnosti suterénu pouze pod částí budovy atd.) se provádí římsami.
Rýže. 6.8. Schéma uspořádání říms při přechodu z jedné hloubky založení do druhé
U kamenných základů s hustými půdami by výška římsy neměla být větší než 1 m a vzdálenost mezi římsami by neměla být menší než jejich výška. V málo stlačitelných půdách by měl být poměr výšky římsy k její délce menší nebo roven 1/3 a ve vysoce stlačitelných půdách – 1/2. V tomto případě by výška římsy neměla být větší než 0,5 m, v prefabrikovaných základech – 0,6 m.
Pokud jsou v pásovém základu římsy, musí se vyztužené spoje vzájemně překrývat v různých úrovních nejméně o 50 průměrů výztuže a více než dvojnásobnou vzdálenost mezi spoji na výšku. Stejně tak musí vyztužené švy zakrývat otvory v základové zdi.
Pokud se při přípravě základu naleznou v zemi staré zasypané studny, díry a nahodilé slabé vrstvy zeminy, je třeba tato místa vyčistit a vyplnit zdivem, chudým betonem, aby se předešlo nerovnoměrnému sedání základů. nebo zhutněné pískem a při stavbě základů by měly být na těchto místech aplikovány zesílené švy.
