Typy základů při stavbě domu – popis půd, charakteristiky

Typy základů a podkladových zemin. Zeminy se speciálními vlastnostmi

V různých budovách a stavbách se používá několik hlavních typů základů: pásové, sloupové, pilotové a základy, které představují pevnou monolitickou desku. Typ základu se určuje při návrhu v závislosti na typu konstrukce a vlastnostech podloží.

Základové půdy se také dělí na několik hlavních typů: kamenité, jílovité, hlinité a písčité.

Podle jejich charakteristik lze všechny půdy rozdělit na dva typy: běžné půdy a půdy se zvláštními vlastnostmi (pokles, vzedmutí, bobtnání, tekutý písek, rašelina, permafrost atd.).

Projektování a výstavba na běžných základech nezpůsobuje potíže, ale na půdách se zvláštními vlastnostmi je vždy spojena s určitými obtížemi, protože je nutné zajistit speciální konstrukční řešení a opatření, aby se zabránilo možnému negativnímu dopadu těchto půd na budovu.

Nejběžnějšími půdami se zvláštními vlastnostmi v oblastech hromadné zástavby jsou pokleslé, vzedmuté a bobtnavé půdy.

Poklesové půdy jsou obvykle reprezentovány hlínami; mají negativní vlastnost usazování se při navlhčení, tj. výrazně se zmenšují v objemu díky své porézní struktuře.

Jílovité půdy se obvykle klasifikují jako bobtnající půdy; mají takovou negativní vlastnost, jako je bobtnání při nasáknutí, to znamená, že na rozdíl od pokleslých půd zvětšují svůj objem.

Vzdutné půdy mají negativní vlastnost mrazového vzdutí. Takové půdy také zvětšují svůj objem, ale ne při navlhčení, ale při zamrznutí v zimě.

Projev negativních vlastností půd do značné míry závisí na hydrogeologických podmínkách staveniště, tj. na přítomnosti podzemní vody, hloubce jejího výskytu nebo její absenci. Například pokleslé půdy v suchém stavu nemusí prakticky vykazovat pokleslé vlastnosti, ale při sebemenším promokření rychle poklesnou i bez vnějšího zatížení pouze vlivem vlastní hmotnosti. Proto se za účelem eliminace nebo minimalizace vlivu podzemní nebo povrchové vody na základové půdy se zvláštními vlastnostmi zavádějí speciální opatření: vertikální plánování, rozšířené slepé oblasti, uzavření inženýrských sítí ve vodotěsných žlabech, drenážní systémy atd.

Příčiny trhlin v budovách

Trhliny v konstrukcích, zejména ve stěnách budov, vznikají z jednoho důvodu – v důsledku nepřípustných deformací nebo ohybů, které překračují vypočítané, tj. takových deformací, při kterých konstrukce podle svých pevnostních charakteristik neodolají silám, které v nich vznikají. Nepřípustné ohyby ve stěnách vznikají také z jednoho důvodu – v důsledku nerovnoměrných deformací základových půd, což způsobuje odpovídající deformace základů, které se pak přenášejí na nadložní konstrukce.

Například při přirozeném přípustném sedání běžných základových půd pod budovou, kdy se celá konstrukce rovnoměrně sesedne o stejnou hodnotu po celé ploše, se ve stěnách neobjevují žádné trhliny.

K nerovnoměrným deformacím může v půdách se zvláštními vlastnostmi docházet z různých důvodů: například v případech lokálního promokření a poklesu půdy v důsledku přerušení inženýrských sítí v pokleslých půdách, lokálního bobtnání nebo mrazového zvedání půd.

Monolitická deska je jedním z nejspolehlivějších typů základů v obtížných půdních podmínkách.

Pro výstavbu monolitických budov v obtížných půdních podmínkách se používají různé typy základů. Aby se eliminoval negativní dopad poklesových zemin, často se používají pilotové základy, kdy piloty různých typů zcela prořezávají tloušťku poklesových zemin a spočívají na nestlačitelných zeminách.

Jedním z nejúčinnějších a nejspolehlivějších typů základů, který lze použít pro téměř jakoukoli půdu se speciálními vlastnostmi, je pevná deska pod celou budovou, vyrobená z monolitického železobetonu. Hlavní vlastností monolitické desky je rovnoměrné rozložení jakýchkoli sil, a to jak zatížení od hmotnosti budovy na půdu, tak sil, které vznikají při projevu negativních vlastností půdy – vzedmutí, bobtnání nebo poklesu. V případě nerovnoměrných deformací – s lokálním promoknutím nebo promrznutím půdy musí návrh monolitické desky tyto síly a deformace přerozdělit na celou konstrukci desky, což by mělo vyloučit nepřijatelné deformace v nadložních konstrukcích.

V případě poklesových zemin má při výpočtu základů velký význam tzv. počáteční poklesový tlak. Jedná se o tlak na zeminu od hmotnosti budovy, při kterém se začínají projevovat poklesové vlastnosti zeminy. Obvykle se při navrhování základových pásů na poklesových zeminách volí šířka pásu, při které bude hodnota tlaku na zeminu menší než počáteční poklesový tlak. V případě použití monolitické desky jako základu bude tlak na zeminu minimální a ve většině případů menší než počáteční poklesový tlak. V kombinaci se speciálními opatřeními, která zabraňují navlhnutí poklesové zeminy, je použití monolitické desky velmi efektivní.

V případě bobtnajících a vzdouvajících se zemin, kdy síly z bobtnání nebo mrazového vzdouvání zemin směřují nahoru, je účinné také použití monolitické desky jako základu.

Monolitická deska jako železobetonová konstrukce

Monolitická základová deska je železobetonová konstrukce. Jak je známo, jakákoli železobetonová konstrukce obsahuje beton a ocelovou výztuž a odolává tlakovým i tahovým silám. V tomto případě je tlakové zatížení vnímáno betonem a tahové zatížení výztuží. Monolitická železobetonová deska je považována za nejspolehlivější typ základu, protože při správném výpočtu je schopna odolat jakémukoli zatížení z budovy a rovnoměrně ho přenést do základové půdy v případě půdních podmínek s pokleslými zeminami. Monolitická deska je také schopna odolat silám vznikajícím z bobtnání a vzedmutí zemin směřujících nahoru a rovnoměrně je rozložit po celé konstrukci, čímž zabrání vzniku nepřijatelných deformací ve stěnách nad nulovou značkou budovy.

Příčiny trhlin v domě na monolitické desce

Přestože monolitická deska patří mezi nejspolehlivější typy základů, existují případy, kdy se i v tomto případě objevují trhliny ve stěnách budovy. Na pokleslých půdách k tomu může dojít, když dochází k lokálnímu promokření půdy pod deskou v důsledku přerušení komunikací nebo pronikání povrchové vody pod základy. V důsledku toho dochází k lokálnímu poklesu půdy, v desce se pod zatížením od stěn budovy objevuje nadměrné ohýbání, což může vést k deformacím stěn budovy a vzniku trhlin.

Na vzdouvající se půdě je možná následující varianta. Když přijde zima s negativními teplotami venkovního vzduchu, půda pod vytápěnou budovou nezamrzne úplně, ale spíše v určité vzdálenosti – přibližně do 1-1,5 metru od vnějších hranic základu podél obvodu budovy. V tomto případě se pod budovou vytvoří omezená oblast nezamrzající půdy. V důsledku toho dochází k nerovnoměrným deformacím základu – podél obvodu desky se půda zvětšuje v důsledku mrazového vzdouvání, které stlačuje okraje monolitické desky směrem nahoru, ve středu zůstává půda v objemu nezměněna. V důsledku toho je deska vystavena nadměrným ohybovým silám, které se přenášejí na nadložní stěny, což může vést ke vzniku trhlin.

Bobtnající zeminy nejsou pro stavby tak nebezpečné, protože bobtnání základů v důsledku promokření obvykle nedosahuje významných hodnot, které by vedly k nadměrným deformacím.

Pokud však za jakýchkoli půdních podmínek stojí budova na monolitické železobetonové desce a po dokončení domu se ve stěnách po nějaké době objeví praskliny, znamená to pouze jedno – při návrhu došlo k chybám: tloušťka desky byla nesprávně vypočítána, výztuž byla nesprávně vybrána a nebyla zajištěna všechna potřebná konstrukční opatření pro tyto půdní podmínky. Nebo v případě správných výpočtů nebyla během výstavby plně realizována všechna konstrukční řešení.

Návrh a výstavbu monolitických deskových základů mohou kvalifikovaní stavitelé provést ve vysoké kvalitě.

Tloušťka monolitické desky pro jedno- nebo dvoupatrovou chatu nebo dům by měla být alespoň 250-300 mm, výztuž by měla být na dvou úrovních – v horní a dolní zóně desky by průměry pracovní výztuže měly být alespoň 12-16 mm s buňkou 15×15 a 20×20 mm, v závislosti na výpočtu základové konstrukce.

Aby se zabránilo nerovnoměrnému zamrznutí půdy v základech, je nutné zajistit konstrukční opatření – izolaci půdy po obvodu budovy položením speciálního izolačního materiálu pod slepou plochu, například extrudované polystyrenové pěny.

Aby se snížil negativní dopad vzdouvající se zeminy, instalují se pod monolitické desky polštáře ze zhutněného písku nebo drceného kamene o tloušťce až 500 mm, čímž se nahradí část vzdouvající se zeminy a sníží se možné deformace. Kromě toho lze nad nulovou značkou, například v úrovni spodní části stropů prvního patra, zajistit monolitické železobetonové pásy. Tyto pásy absorbují nadměrné deformace ve stěnách a zabraňují tvorbě trhlin.

Pokud tedy byly během návrhu zohledněny přesné údaje o vlastnostech půd se zvláštními vlastnostmi, všechny výpočty byly provedeny bez chyb a byla přijata správná konstrukční rozhodnutí a opatření a během výstavby byla všechna konstrukční rozhodnutí přesně provedena, pak je při instalaci monolitické desky jako základu vyloučen výskyt trhlin ve stěnách budovy.

• všechny projekty
• Pórobetonové domy
• cihlové domy
• Domy z pěnových bloků
• Monolitické domy