Výstavba betonových podzemních pater představuje komplexní inženýrskou výzvu, která vyžaduje pečlivý návrh a precizní provedení. Klíčovými aspekty jsou stabilita nosné konstrukce, efektivní hydroizolace a tepelná izolace, které chrání objekt před vnějšími vlivy a zajišťují jeho dlouhodobou funkčnost. Příkladem takové náročné realizace je objekt Masaryk Centre I v Praze, jehož investorem je skupina Penta.
Konstrukční řešení podzemního patra
Objekt Masaryk Centre I je navržen s dvoupodlažním suterénem, který bude sloužit jako parking, sklady a technické zázemí. Realizaci monolitických betonových konstrukcí, včetně dynamického filtru mezi pažením a suterény, hydroizolace spodní stavby, prvků vložených do monolitu a přípravy pro navázání další etapy, má na starosti stavební firma Metrostav, a. s., Divize 6, provoz železobetonových konstrukcí.
Geologické a urbanistické aspekty
Lokalita Masaryčky je součástí obřího komplexu v blízkosti Masarykova nádraží. Podél jižní strany s objektem v těsné blízkosti sousedí kolejiště a budovy koncového železničního Masarykova nádraží, podél východní části je magistrála a podzemní technické prostory metra C. Severně ve vzdálenosti cca 120 metrů se nachází traťové tunely a stanice metra Florenc a cca 40 metrů západně vstupní vestibul do stanice metra B - Náměstí Republiky. Mezi oblastí 1 a na východě navazující oblasti 2 prochází zbytky novoměstských historických hradeb a kanalizační stoka.
Půdorysný tvar hlavního objektu Masaryčka představuje přibližně protáhlý obdélník s celkovými hlavními rozměry v úrovni prvního suterénu cca 212 × 28 metrů.
Konstrukční systém suterénu
Konstrukce spodní stavby je kombinací sloupového a stěnového monolitického železobetonového systému. Suterén objektu tvoří železobetonová krabice, dimenzovaná i na účinky zemního a případného vodního tlaku při nastoupání hladiny při povodni a přenášející síly z horní stavby do základů. Ustálená běžná hladina podzemní vody je pod základovou spárou 2. PP.
Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky
Typické suterénní sloupy mají oválný, čtvercový nebo kruhový průřez podle intenzity zatížení a umístění sloupu v půdorysu. Ve stropě nad 1. PP jsou provedeny transfery sloupů pomocí přechodových trámů. Některé nejvíce zatížené sloupy nelze běžně transferovat a je nutné, aby prošly až do základů.
Vnitřní stěny a stěny jader mají tloušťku převážně 250 až 300 mm, vnitřní a méně zatížené stěny pak 200 až 250 mm, podle intenzity zatížení a dispozičního uspořádání. Obvodové stěny suterénů mají tloušťku 300 mm, lokálně 400 mm - u nádrže mezi osami přes dvě patra, ostatní stěny nádrží 300 mm.
Tloušťky stropních desek v suterénu:
- nad 2. PP: 250 mm
- nad 1. PP: 300 mm
- pod venkovním prostorem: 300 až 350 mm
Lokální zesílení desek je provedeno hlavicemi nad sloupy, případně deskovými průvlaky na cca tloušťky 450 až 550 mm ve 2. PP a 450 až 700 mm v 1. PP. Ve stropě nad 1. PP je lokálně proveden transfer sloupů, které budou vynášeny trámy. Trámy budou mít výšku 1 300 mm až 1 500 mm - bylo potřeba počítat s takto sníženou světlou výškou v 1. PP.
Rampy pro automobily jsou provedeny jako šikmé desky tloušťky 300 mm, jsou betonované dodatečně mezi boční železobetonové stěny. Povrchová úprava ramp i stropních desek parkingu je odolná vůči solím, ropným látkám a vodě a je provedena tak, aby zajistila hydroizolaci stropů proti protékání nečistot a vody z vozidel do nižších podlaží.
Zakládání objektu
Pro zakládání byly navrženy piloty, jejichž délky musely být navrženy tak, aby se zajistila požadovaná únosnost dostatečným vetknutím do skalního podkladu typu R4 (resp. R5). Navrhovaná délka pilot činí 7 až 18 metrů, min. čtyři metry, max. 18,5 metru. Piloty byly navrženy osově pod vnitřními sloupy a stěnami a excentricky pod obvodovými stěnami suterénu.
Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah
V rámci projektu zakládání bylo zohledněno sednutí pilot a základové desky, aby bylo zajištěno jejich spolupůsobení a aby sednutí bylo rovnoměrné. Piloty jsou dimenzovány tak, aby celkové sednutí konstrukce bylo omezeno na max. V základové desce jsou připraveny zaslepené dojezdy výtahů pro případnou možnost pozdějšího dobudování výtahové šachty a výtahu na základě požadavku budoucích nájemců.
Odkop zeminy a podkladní beton provedla společnost Zakládání Group i s pilotami. Podkladní vrstvy pod základovou deskou bude představovat podkladní beton tloušťky 100 mm a souvrství povlakové hydroizolace. Při vrtání pilot pod hladinou podzemní vody bylo nutno piloty provádět za použití výpažnice. Všechny piloty jsou vyztuženy svařovanými armokoši.
Hydroizolace podzemního patra
Podzemní hydroizolace je prvním a nezbytným krokem před vypracováním stavebního projektu. Je velmi důležité se od začátku vypořádat s hrozbami, jako jsou nestejné statické síly, průnik vody, agresivní chemikálie, pronikání plynů, vnější mechanické tlaky a změny teploty.
Základová deska (ZD) a obvodové stěny suterénů budou izolované povlakovými izolacemi. Veškeré prostupy instalací do základové desky a obvodových suterénních stěn budou těsněny, řešeno bude pomocí systémových prvků a detailů. Pro omezení vlivu smršťování jsou do všech obvodových suterénních sousedících stěn osazeny tzv. dilatační pásy.
Typy hydroizolačních řešení
ALCHIMICA poskytuje podzemní hydroizolační řešení pro vnější povrchy suterénu, která nabízí vynikající ochranu betonu ve vysoce výkonných aplikacích. Jejich kompletní řada tekutých membrán PB má výjimečné vlastnosti jako bariéra proti vlhkosti, samoopravné schopnosti s certifikovaným účinkem proti kořenům a vysokou tažností (>2000 %), které poskytují vynikající schopnosti přemosťovat trhliny a chemickou odolnost. HYPERDESMO®-PB Systems nabízí pokročilá hydroizolační řešení pro základy, pódia, desky a opěrné zdi v obytných a komerčních budovách.
Čtěte také: Betonové květináče pro dům i zahradu
- HYPERDESMO®-PB-MONO: Jednosložková hydroizolační polyuretanovo-bitumenová membrána pro hydroizolaci detailů střech, základů, sklepů, oplechování střech, hydroizolaci a ochranu. Rychletuhnoucí, vhodná pro aplikaci na svislé povrchy: nestéká a nevytváří bubliny.
- Dvousložková tekutá membrána: Pro hydroizolaci a ochranu sklepů, základů a mnoho dalšího s průtažností 2000%. Propojuje nejlepší vlastnosti polyuretanu a bitumenu.
Detaily hydroizolace Masaryk Centre I
V rámci projektu Masaryk Centre I byly provedeny piloty s „hřibovými hlavicemi“ a stejně tomu bylo i s podkladními betony hlavic. Zde existovalo nebezpečí poškození hydroizolace, proto část podkladních betonů byla položena až po provedení pilot. Piloty v základové desce byly vyvedeny silnostěnnými trubkami v počtu jedna až dvě na pilotu. Toto řešení výrazně snížilo počet průniků izolací, které by při jiném řešení bylo nutno izolovat. Izolace by pak probíhala v jedné rovině, což je při použití rozšířených hlavic mnohonásobně příznivější.
Pro realizaci podzemních stěn a základové desky byl zvolen systém bílé vany. Tento způsob izolace zajišťuje vodotěsnost spodní stavby nezávisle na funkci folií hydroizolace. Při tomto řešení se pak spodní stavba stává v podstatě nádrží. Železobetonové konstrukce stěn a základové desky byly navrženy z betonu min. 250 mm, vodotěsnost V8 a utěsnění pracovních spár. Parametry betonu a dimenzování konstrukce těmto požadavkům s rezervou vyhovovaly.
Pro utěsnění pracovních spár bylo použito bentonitové expanzní těsnění betonrub. Případné trhliny v betonu a deformace desky byly řešeny krystalickým nástřikem Aquatron. Spára mezi základovou deskou a opěrnou stěnou byla po vysekání drážky ošetřena krystalickým nástřikem Aquatron. Systém bílé vany byl doplněn o sekundární foliovou izolaci umístěnou cca 15 cm pod horním okrajem železobetonové desky.
Destrukce železobetonových konstrukcí, způsobená vodou, není nic neobvyklého, zejména když se zapomenou izolace nebo tyto jsou nefunkční. Z tohoto důvodu je nutné vždy velmi pečlivě řešit ochranu betonu, tedy zejména nosných železobetonových konstrukcí. Železobeton je určen k tomu, aby byl nosnou konstrukcí a do vodotěsných izolací má ze svého charakteru dost daleko.
Tepelná izolace podzemního patra
Tepelná izolace podzemních pater je zásadní pro energetickou efektivitu budovy a komfort v interiéru. Je nutné se zamyslet nad detaily izolace, aby se předešlo tepelným mostům a zajistila se ochrana konstrukce.
Izolace betonové patky
Při izolaci betonových patek, například pro budoucí nadstřešení vchodu a garáže, je třeba řešit jak tepelnou, tak hydroizolaci. Pokud je zdění z Heluzu 30 s plánovaným zateplením EPS 20cm, nabízí se několik variant.
- Prvně zaizolovat celý dům 20cm EPS, pak vystavět cihly na patku a propojit zdivo s obvodovou stěnou (např. chemickou kotvou).
- Přistavět cihly na patku přímo na dotek s obvodovou stěnou a pro překonání tepelného mostu obalit celé zdivo na patce EPS (např. 5cm).
Izolace soklu je v místě dotyku se stěnou domu přerušena a je potřeba oblepit patku dokola XPS.
Postup izolace betonové podlahy
Správný postup a použitý materiál pro izolaci betonové podlahy je klíčový při stavbě i rekonstrukci domu.
Použitý materiál:
- Asfaltové hydroizolační pásy
- Křemičitý písek
- Izolační desky Isover EPS 100 nebo Isover EPS 150
- Akustické izolační pásky Isover N/PP
- Separační PE fólie
- Beton
- Výztužná mřížka ze skelných vláken (kari sítě)
Postup práce:
- Na hrubý zhutnělý povrch položíme hydroizolační vrstvu a nasypeme na ni křemičitý písek pro vyrovnání nerovností.
- Stahovací latí nebo vodováhou rozhrneme písek do roviny.
- Na takto vyrovnanou vrstvu pokládáme izolační polystyrenové desky a stále kontrolujeme rovinnost. Izolační desky mezi sebou musíme převazovat, aby styky desek nevycházely v jednom kříži. Stejně tak u vrstvení izolantu nesmí spáry vycházet nad sebou z důvodu eliminace tepelných mostů.
- Po položení vrstvy izolantu vložíme ke stěnám akustické izolační pásky, které oddělí svislé nosné konstrukce od skladby plovoucí podlahy.
- Vše zakryjeme separační fólií.
- Připravíme roznášecí beton, který pak rozprostřeme na fólii. Používáme kari sítě, aby betonová deska nepraskala.
- Přebytečnou fólii a akustické izolační pásky odřízneme nožem.
Moderní betonové tvárnice a jejich izolace
Ve Francii se již od roku 1947 používají betonové skořepinové tvárnice nové generace a domy se izolují enormní tepelnou izolací vždy zevnitř. Tato technologie je v EU považována za doporučenou. Většina Evropy, vyjma Německa, již přes 40 let používá k výstavbě všech druhů staveb pouze jediný druh zdícího materiálu, a tím jsou betonové skořepinové tvárnice nové generace. Ve Francii se jich prodává 94% ze všech stavebních prvků na trhu.
Přednosti betonových tvárnic nové generace
Hlavní podstata spočívá v jejich levnosti, avšak při zachovávání nejvyšší kvality a široké variabilnosti použití. Vyrábí se z písku a štěrku, nejlevnějšího materiálu na zemském povrchu. Na jednu tvárnici se používá pouze 15-19kg písku a štěrku a 5-7% cementu, tedy absolutně nejméně na světě.
Při výrobě se nepoužívá žádné teplo, nepečou se, neautoklávují. Při zdění se tvárnice otáčí dnem vzhůru, maltuje se další vrstva, ale tvárnice zůstává prázdná, dutá, tedy plná vzduchu. Uzavřené alveoly neumožňují cirkulaci vzduchu a přispívají k vylepšení celkové tepelněizolační vlastnosti zdi. Plná dna navíc neuvěřitelně zvyšují pevnost tvárnice, a to nejen na svislý tlak, ale i prostorově. Únosnost 1mb zdiva je 160 t, proto není nutné dělat věnec. Stropní konstrukce se ukládá přímo na zdivo.
| Vlastnost | Popis |
|---|---|
| Rozměr | 50 x 20 x 20 cm (základní model) |
| Váha | 16 - 20 kg |
| Pevnost | 8 MPa (B40, B60, B80), vylehčená verze B25 |
| Únosnost | 160 t na 1 bm zdi |
| Tloušťka stěn | 14-17 mm |
| Obsah cementu | 5 - 7 % (váhových) |
| Materiál | Písek, štěrk (kamenná frakce 4-8 mm) |
Betonová tvárnice je vždy totálně suchá, neboť je plná vzduchu a průvzdušná, ve stěně tvárnice vzlíná vlhkost jen 2-3 cm a posléze vyschne, nerozpadá se. Stěna tvárnice má drobné otvory, do kterých se zachytí lepící tmel či jakékoli stěrky a omítky, které skvěle drží a nemohou odpadnout.
Tvárnice nové generace jsou vyráběny na stacionárních lisech francouzské firmy Quadra. Tyto lisy jsou vybaveny digitálními vibrátory o enormní síle, spínanými během tisíciny vteřiny, které jsou zcela mimo vlastní lis a vibrace se nepřenášejí na šasi. Tím se zajišťuje vysoká kvalita a rychlost výroby.
Radonová izolace a hutnění podkladu
Podkladní beton není to samé, co základová deska. Základová deska je druhem plošného základu vyztužená dle statického výpočtu a její tloušťky se pohybují od 0,3 m výše a tvoří základovou konstrukci pod celou plochou objektu. Podkladní betonová deska neboli podkladní beton se nejedná o nosnou konstrukci základů, nýbrž o podkladní vrstvu betonu pro uložení hydroizolačního souvrství, protiradonové izolace a skladby podlahy.
Již při výkopech a dle geotechnické průzkumu zjistíme jakou zeminu vlastně vyhloubíme v rámci základových pasů. Tuto zeminu lze využít pro zásypy. Skrývku ornice zásadně nepoužíváme. Nelze používat ani zeminu s kusy kořenů a organických příměsí - ty následně vyhnívají a tzv. prosedají. Jako nevhodné jsou soudržné zeminy třídy F5-F8 (jíly a hlíny se střední, vysokou, velmi vysokou a extrémní plasticitou), které v podstatě nelze hutnit a jsou objemově nestálé. Abychom mohli na tyto nasypané zeminy provést podkladní betonovou desku je nutné je zhutnit. Hutnění se u těchto jednoduchých staveb provádí pro nesoudržné zeminy (štěrky, písky, hlína štěrkovitá) vibrováním a válcováním. U soudržných zemin pak pouze válcováním.
Štěrkové podsypy ani polštáře se pod podkladní ani základové desky zpravidla nedělají. Desky jsou navrhovány s ohledem na únosnost stávající zeminy a zlepšování zeminy je v takovýchto plochách neekonomické. Je nutné si však uvědomit, že případná vložená štěrková vrstva má svou mezerovitost, a tedy i vzduch, ve kterém se hromadí radon. Dle příslušné normy musí být všechny štěrkové podsypy a zeminy o mocnosti nad 50 mm odvětrány nad střechu. Pokud je v domě instalováno teplovodní nebo elektrické podlahové topení nebo štěrková vrstva o mocnosti nad 50 mm, nebo je-li radonový index stavby vysoký, je nutné provést vždy odvětrání radonu přes štěrkové lože nad střechu objektu nebo vložení ventilační vrstvy do kontaktní konstrukce (tedy souvrství podlahy). Sálání tepla z podlahy totiž urychluje také prostup radonu do interiéru stavby.
Stavební jáma a její zajištění
Na prostorově stísněném pracovišti v centru Prahy zajišťovala společnost Zakládání staveb, a. s. stavební jámu, jejíž části - podzemní stěny a železobetonová základová deska - se staly součástí trvalé konstrukce administrativní budovy. Hlavním úkolem této zakázky bylo provedení vodotěsné stavební jámy, s železobetonovou základovou deskou v úrovni cca 182,00 m. n. m. a opěrnou stěnou.
Vzhledem k obtížné přístupnosti a výšce této části opěrné zdi, sahající hluboko pod pracovní pláň, bylo nutné provést průzkum pomocí sond a následně i technologii vrtaných pilot. Délka lamel dosahovala 6 m. Zhotovení opěrné stěny bylo značně zkomplikováno stísněným prostorem mezi opěrnou stěnou a dopravní komunikací k hotelu Hilton. Z tohoto důvodu muselo být zavedeno dvoudenní pracovní tempo pro zhotovení lamel.
To znamenalo, že jeden bagr vytěžil jednu lamelu za den, druhý bagr ji zabetonoval. Celkově se jednalo o mimořádně stísněné pracoviště, kde bylo k dispozici jen prostor stavební jámy a čtyřmetrový pruh podél jámy v ulici Pobřežní. Harmonogram prací bylo nutné upřesňovat s vyšším dodavatelem i s majiteli sousedních nemovitostí. Práce byly zahájeny po zhotovení lamel a po provedení nutných zemních prací, při kterých se odkopávalo do hloubky 6 m pod podkladní betony, z nichž se prováděly piloty.
Z důvodu velké mocnosti základové desky, respektive aby se omezilo zatížení základové jámy v jedné výškové úrovni, a z toho pak vyplynula nutnost provést piloty s „hřibovými hlavicemi“, které se vybetonovaly po provedení pilot. To bylo řešeno po částech, stejně tomu bylo i s podkladními betony hlavic. Zde existovalo nebezpečí poškození hydroizolace, proto část podkladních betonů byla položena až po provedení pilot.
Vybetonováním základové desky byly skončeny hlavní práce na této stavbě. Dokončovací práce již prováděli subdodavatelé.
tags: #betonové #podzemní #patro #stavba #a #izolace