Při zásadních adaptacích stávajících objektů v řadové zástavbě a při výstavbě v prolukách je jedním z rozhodujících faktorů, ovlivňujících výsledný nosný systém stavby, způsob založení nosných prvků. U stávajících konstrukcí se vlivem adaptačních změn mnohdy zvyšuje namáhání základové spáry a dochází tak k překročení únosnosti za současného zvýšeného sedání. V obou uvedených případech jsou v prolukách ovlivněny jakoukoli činností i přilehlé sousední objekty, u kterých může dojít k nežádoucím projevům v podobě poklesů štítových stěn nebo jejich částí, zpravidla rohů. Při návrhu založení je tedy kladen velký důraz na minimalizaci ovlivnění podloží pod sousedními objekty.
Vliv velikosti základů a interakce se sousedními objekty
Jedním z hlavních faktorů, které mohou způsobit změny v nejbližším okolí zřizovaného plošného nebo rozšiřovaného základu, je jeho velikost. Čím je základ rozměrnější, tím dochází k ovlivnění zeminy do větší hloubky. Pod vlastním základem vzniká tzv. aktivní klín, který vyvozuje do vodorovného směru značné síly. Uvedený stav může způsobit vznik poruch stávajících objektů během odstraňování původní stavby a během výkopových prací při nové výstavbě. Během přitěžování základové spáry novostavbou naopak dochází k jejímu sedání, přičemž přilehlý původní základ je do jisté míry spoluunášen a také sedá. Aby se maximálně omezila interakce mezi původními a nově zřizovanými objekty, doporučuje se v případě plošného zakládání orientovat základové pasy kolmo ke štítovým stěnám sousedních objektů.
Plošné a hloubkové základy
Celkové zatížení objektu se přenáší prostřednictvím nosných stěn a sloupů do základových konstrukcí. Úlohou základů je bezpečně přenést stálé i příležitostné zatížení do základové půdy. Aby byly základy navrženy spolehlivě a zabezpečily stabilitu stavby, je zapotřebí znát velikost zatížení a vlastnosti základové půdy. Skladba horninového prostředí musí být známá už při projektování a před samotným výkopem stavební jámy. Nejlepšími půdami z hlediska zakládání jsou skalní a poloskalní horniny, protože jsou nejúnosnější a nestlačitelné. Zhutněné vrstvy písků a štěrků patří mezi velmi kvalitní základové půdy. Absolutně nevhodným podkladem jsou neulehlé násypy, rašelina nebo bahnité zeminy. Z konstrukčního hlediska rozlišujeme základy plošné a hloubkové.
Plošné základy
Rodinné domy se zakládají na plošných základech, které přenášejí zatížení plošně. Běžně se používají pásové anebo patkové základy. K plošným základům se řadí i rošty a desky. Plošné základy jsou charakteristické tím, že jejich šířka je větší než výška. Čím větší zatížení působí na pás, rošt nebo patku, tím musí být šířka základu větší. Pokud podle statických výpočtů vychází velká šířka, aby se ušetřil beton, navrhuje se stupňovitý základ s maximální výškou jednoho stupně 1,0 m. Při menších zatíženích se zhotovují z prostého betonu, při velkých zatíženích nebo při zakládání na neúnosných půdách musíme použít železobeton. U železobetonového základu je hloubka založení menší než u prostého betonu, protože ocelová výztuž přenáší tahové napětí.
Pásové základy
Pásové základy se navrhují zejména pod svislé nosné stěny, příčky od tloušťky 150 mm, pod schody a komíny. U nás je většina rodinných domů založena právě tímto klasickým způsobem. V některých případech jsou pásy i pod sloupy, protože při návrhu patkového základu vycházejí vzdálenosti mezi jednotlivými patkami příliš malé. Šířka základových pásů se odvíjí od tloušťky zdiva. Pás musí být rozšířen na každou stranu zdi o 100 až 150 mm. Zakládání na pásech však nemusí být vždy výhodné. V méně únosných zeminách by musel být pás velmi široký, aby bezpečně přenesl zatížení do půdy. Potom je výhodnější navrhnout základovou desku. V sypkých zeminách se pásový základ vytváří pomocí bednění, protože při výkopu rýhy pro základ se boční stěny sesypávají. Pásy, které jsou na sebe kolmé a vzájemně jsou spojeny, vytvářejí základové rošty. Základové pásy a rošty se používají zejména u nižších budov se stěnovým nosným systémem.
Čtěte také: Detailní pohled na mechaniku zemin
Patkové základy
Pokud se v celém podloží budoucího rodinného domu nacházejí dostatečně únosné a stejnorodé zeminy, mohou se navrhnout patkové základy. Patky se ukládají pod sloupy, pilíře nebo komíny. V půdorysu mají tvar čtverce, kruhu nebo obdélníku. Z ekonomického hlediska jsou výhodné do rozměrů 3 × 3 m. Při větších rozměrech se navrhují raději jiné konstrukce základů. Nejpoužívanější jsou kalichové nebo plné patky vyrobené z jednoho nebo více dílů, které vytvářejí stupně. Kalichové patky jsou rozšířené, obsahují prostor pro osazení sloupu, který se nakonec zabetonuje. Monolitické patky z prostého betonu vyžadují větší výšku a jsou vhodné, je-li základová spára hlouběji. Osazují se do štěrkopískového lože anebo betonu tloušťky 100 až 150 mm.
Deskové základy
Při vysokém zatížení stavby nebo při zakládání v málo únosné půdě, kdy není možné bezpečně přenést zatížení přes pásy nebo patky, se musejí navrhovat základové desky. Navrhují se i tehdy, když mezi patkami vznikají velmi malé prostory a realizace by byla komplikovaná nebo když podle statických výpočtů vycházejí velké šířky pásů. Deska je železobetonová deska, která přenáší zatížení ze stavby na celou zastavěnou plochu. Tloušťka desky se navrhuje od 600 do 1 200 mm. Zabraňuje větším rozdílům, při sedání jednotlivých částí. Na zhotovení desky se spotřebuje větší množství betonové směsi a větší množství výztuže.
Hloubkové základy
Ve složitých geologických podmínkách (umělé násypy, nezhutněné prostředí) a u náročnějších staveb se realizují hloubkové základy: piloty, pilíře, studny nebo kesony, které podepírají stavbu a jsou opřeny o únosnou půdu. Musejí přenášet zatížení do větších hloubek, neboť v podloží se nacházejí málo únosné zeminy.
Sedání stavby a hloubka založení
Vlivem zatížení se půda pod základy stlačuje a způsobuje sedání stavby. Rychlost sedání závisí na propustnosti a stlačitelnosti půdy v podloží. Na začátku bude stavba sedat rychle. Postupem času budou hodnoty sedání menší až minimální. Při sedání nesmí být stavba ohrožená, proto musí být základová konstrukce navržena tak, aby půda nebyla zatížená víc, než je dovoleno. Musí být zabezpečeno rovnoměrné sedání. Nerovnoměrné sedání vzniká jako důsledek špatně rozloženého zatížení nebo v případě odlišných hloubek základů v porovnání se sousedními stavbami. I nehomogenní základová půda způsobuje nerovnoměrné sedání. Je-li sedání příliš velké, mohou vznikat poruchy, které se na stavbě projevují například vznikem trhlin. Základy nového rodinného domu v zastavěném území se musejí navrhnout s ohledem k existující výstavbě.
Hloubka založení závisí na účelu objektu (suterén, garáž, sklep…), na vlivu okolních základů a zatížení vyskytujícího se v těsné blízkosti. Základ musí ležet v nezámrzné hloubce, protože zamrzání a rozmrzání zeminy způsobuje nadměrné sedání. V našich podmínkách je tato hloubka 500 mm pod povrchem terénu pro skalnaté horniny, 800 mm pro písky a štěrkopísky a 1 200 až 1 600 mm pro jíl. Hloubka základů mezi obvodovými stěnami objektu může být menší, protože tam nepůsobí klimatické vlivy. I u podsklepených domů odpadá úvaha o nezámrzné hloubce, protože základy jsou dostatečně hluboko v zemi. Hloubka základů se měří od terénu po základovou spáru.
Čtěte také: Efektivní zakládání s vruty
Návrh základové konstrukce
Návrh konstrukce základů a jejich hloubka závisí na charakteru stavby, konstrukčním řešení a půdorysném rozložení stavby. O návrhu a realizaci konkrétního druhu základové konstrukce rozhoduje především projektant po konzultaci se statikem. Při výpočtu je třeba počítat i s mimořádným zatížením, jako jsou například povodně nebo nepříznivé účinky větru. Po zhodnocení všech skutečností projektant zvolí vhodný způsob založení rodinného domu z technického i ekonomického hlediska. V praxi to znamená navrhnout základy, které nejsou příliš velké, ale dostatečně únosné.
Provádění a zesilování základů
Při vlastním provádění je nutné vyvarovat se zejména: obnažení sousedních základů v delším úseku, umožnění přístupu vody do podloží pod sousední základy a odkopání zeminy pod základovou spáru sousedních základů. Zesilují-li se základy pod stávajícím objektem, postupuje se zpravidla po částech délky cca 1,0-1,5 m vždy ob jeden úsek, respektive zesilovaný základ se rozdělí na sudé liché úseky. V první fázi se podkopou například liché úseky na nově požadovanou šířku. Následně se do zeminy v sudých úsecích vloží podélná výztuž na délku odpovídající kotevní délce, tak aby její zbývající část bylo možné provázat v lichém (vykopaném úseku). Do zeminy lze výztuž přímo zatlouct, případně předvrtat otvory a do nich výztuž vložit. Po osazení výztuže a řádném provázání se liché úseky zabetonují. Před betonáží se doporučuje ještě vložit do spáry mezi podkopaným zdivem a novým ŽB pasem hydroizolaci. Horní líc nově zřizovaného pasu se navrhuje ve svislém směru s přesahem přes nejspodnější řádek zdiva, aby došlo vlivem hydrostatického tlaku k odvzdušnění (u zdiva větších tloušťek se použijí například odvzdušňovací trubičky). Při nezajištění řádného dotlačení betonu k ložné spáře pod posledním řádkem zdiva hrozí vznik významných poruch nosné konstrukci.
Příklady provádění a zesilování
-
Nástavba rodinného řadového domu
Při provádění nástavby u rodinného řadového domu o dvou nadzemních podlažích byl pootočen nosný systém krovu o 90 ° oproti původní konstrukci. Celý krov je vynášen dvojicí středových vaznic, podepřených pouze štítovými stěnami, které byly taktéž zvýšeny o jedno podlaží. Vzhledem k zásadnímu přitížení základové spáry pod štítovou stěnou došlo k výraznému sedání celé stěny za současného unášení přilehlé štítové stěny sousedního objektu. V důsledku sedání se vytvořily šikmo orientované trhliny ve stěnách, rovnoběžných s uliční čárou, a to u rekonstruovaného i sousedního objektu. Při přepočtu bylo zjištěno výrazné překročení únosnosti základové půdy. Proto bylo navrženo statické zajištění v podobě rozšíření stávajícího základu. Vlastní provádění bylo navrženo v souladu s postupem uvedeným v 3. kapitole. Po celé délce chodbového traktu se zhotovil nový ŽB pas, přičemž stěna byla rozdělena na sudé a liché úseky a dále na přední a zadní část. Vzhledem k přetížení základové spáry se provedl výkop lichých úseků pouze do poloviny délky, po betonáži následovalo vykopání a betonáž sudých úseků a teprve poté se práce přesunuly na druhou část stěny.
-
Nový polyfunkční třípodlažní dům
Nový polyfunkční třípodlažní dům provozně navazuje na stávající objekt a současně přiléhá k sousednímu objektu téměř na celou svou délku. Kroucení základového pasu brání kolmo orientované pasy, jejichž nadzvednutí je bráněno reakcemi od sloupů ve spodní části. U tohoto objektu jsou nosné stěny orientovány kolmo k štítovým stěnám sousedních objektů, rovnoběžný pas pak nese pouze vlastní tíhu štítové stěny. V průjezdu je rovnoběžný základový pas zatížen vlastní tíhou zdiva z dutinových tvárnic a v horních podlažích z plynosilikátových tvárnic a dále příslušnou částí stropní konstrukce nad půdorysem průjezdu. Ke snížení napětí v základové spáře pod podélným pasem přispíval i současně zhotovený ŽB klín v průjezdu, umožňující vjezd z ulice do podzemních garáží ve dvorním traktu.
-
Přestavba cihlového domu na polyfunkční objekt
V rámci projektových příprav měl být starý cihlový dům s jedním nadzemním a jedním podzemním podlažím, přestavěn na 5podlažní (později 6podlažní) polyfunkční objekt s malometrážními studentskými byty ve vyšších podlažích. Po odstranění veškerých nenosných konstrukcí se zhotovily v režimu sudých a lichých fází nové základové pasy pod štítovými stěnami a dále pod nosným zdivem, orientovaným rovnoběžně s komunikací. Navíc bylo předepsáno, s ohledem na výšku sousedních objektů, postupovat vždy po jednom maximálně 1,5 m dlouhém úseku, který byl po vložení výztuže okamžitě vybetonován a teprve po jeho vytvrdnutí se postupovalo na dalším obkročném úseku. V mezidobí se pracovalo na opačné straně a případně na kolmých pasech. Na základě celkového přehodnocení stavu bylo rozhodnuto odstranit celou stavbu a ponechat pouze již zhotovené ŽB základové pasy. Přestože se tak nabízelo podstatně vhodnější dispoziční řešení, bylo nutné respektovat již zhotovené základy, a proto se tyto pouze doplnily o soustavu dalších rovnoběžných pasů, při zachování původní koncepce.
Čtěte také: Zakládání staveb od A do Z
Moderní technologie pro zesilování konstrukcí
Pro zesilování základů betonových a zděných konstrukcí se používají speciální technologie a jejich kombinace. Nejčastěji se jedná o podbetonování či přibetonování ŽB prvků torkretovaným betonem, nebo mikropilotáží a spřežením mikropilot se stávajícími konstrukcemi.
-
Dodatečné předpínání stavebních konstrukcí
Při dodatečném předpínání stavebních konstrukcí se předpínací výztuž napíná napínacím zařízením opřeným o vytvrdlý beton nebo zdivo, takže se současně s napínáním výztuže zavádí do konstrukce předpětí. Při správném návrhu a aplikaci předpínacího kabelu získáte ve zděné či betonové konstrukci definitivní dodatečný velmi účinný statický prvek.
-
Uhlíkové lamely a tkaniny
Technologie uhlíkových lamel se používá pro dodatečné zesílení konstrukcí - hlavně betonových - v oblasti tahové únosnosti k jejímu zvýšení. Jedná se o speciální vysokopevnostní dodatečnou výztuž lepenou na upravený povrch konstrukce. Materiál lamel je tvořen laminovanými uhlíkovými vlákny s výslednými vysokými pevnostními charakteristikami. Vyztužení nosných stavebních konstrukcí uhlíkovými lamelami (např. Sika CarboDur) a tkaninami (např. Sika Wrap) je metoda založená na přilepení externí výztuže na líc betonového průřezu, která má velmi vysokou pevnost v tahu. Sika lamely a tkaniny umožňují rychlou aplikaci bez použití podpěrných prostředků, zdvihacích a přítlačných zařízení po dobu tvrdnutí epoxidového lepidla. Aplikace jsou zvláště vhodné tam, kde je špatný přístup k podkladní konstrukci a omezený pracovní prostor. Co se týče povrchové úpravy zesílení, není nutná ochrana proti korozi ani proti chemickým vlivům. Lamely je možné bez problémů křížit ve více směrech.
-
Rubová ŽB skořepina pro klenby
Klenby poškozené trhlinami a deformacemi, které je potřeba zachovat s ohledem na konstrukční řešení stavby či památkovou hodnotu, lze zajistit a vynést rubovou ŽB skořepinou. Rubová skořepina se betonuje na vyčištěnou klenbu s proškrábanými spárami, po navrtání a nalepení kotviček do klenby z rubu a po osazení výztuže. Rubové skořepiny se realizují výhradně torketovaným betonem, protože nástřikem je beton potřebně hutněn, ale především má nízké procento záměsové vody. Díky tomu nedevastuje ani zbytečně nepřetěžuje stávající konstrukce a cihelnou klenbu.
-
Helikální výztuže
Konstrukce se vyztužují dodatečně vkládanými helikálními výztužemi. Pro svou subtilnost a zároveň zachování vysoké pevnosti jsou vhodné pro památkově chráněné stavby, kde je vyžadován minimální zásah do konstrukce s maximálním efektem. Helikální výztuže jsou odolné vůči agresivnímu prostředí v nadměrně namáhaných konstrukcích. Při použití helikálních výztuží se pouze nanese základová vrstva malty do předem vyfrézované a připravené drážky, vloží se do ní připravené výztuže a na ně se nanese druhá vrstva malty. Při více prutech se tento postup vždy opakuje. Analogicky se provádí i aplikace do vrtů. Použití helikálních výztuží HELICAL VAH i HELICAL VSH je obdobné, použití je rozšířeno s ohledem na různost materiálu.
-
Stříkaný/torkretovaný beton
Stříkaný beton je vždy vyztužen výztužnými sítěmi pro zlepšení vlastností monolitické zpevňující povrchové úpravy zhotovené stříkáním betonu. Stříkaný/torkretovaný beton je aplikován pod tlakem torkretovacími motorovými a vzduchovými stroji. V betonu je proti monolitickému betonu nízké množství záměsové vody, proto se také používá termín suchý torkret, čímž se konstrukce vodou nepřitěžuje, nezamáčí a rychleji probíhá proces tuhnutí a tvrdnutí. Zesilování pomocí stříkaného betonu se provádí na nejrůznější podklady: cihelné nebo kamenné zdivo, beton, skála a další.
-
Injektáže a kotevní tyče
Provádí se injektáže trhlin, dilatačních a pracovních spár, porézních materiálů - jak tlakově, tak beztlakově. Injektážní zavrtávací kotevní tyče se používají především v nestabilním prostředí zemin a při porušení skalních a poloskalních hornin. Jsou to nastavovatelné tyče opatřené po celé délce levotočivým nebo pravotočivým speciálně tvarovaným závitem. Při práci se používá typ TITAN, který má staticky vhodnější trubkový průřez, vysokou kvalitu použité oceli a speciální úpravu zvyšující odolnost proti korozi. Kotvení se provádí všude tam, kde je účelné využít spolupůsobení horniny a vyvolaných napětí od zatížení stavebními nebo geotechnickými konstrukcemi. Kotvením je efektivně řešena technická i ekonomická stránka speciálního zakládání. Působení kotevních sil je projektováno na očekávané zatížení od konstrukcí a podle výsledků geofyzikálního průzkumu provedené v potřebném rozsahu. Kotvení se využívá při zakládání staveb ve stavebních jámách, při stabilizaci svahů a opěrných zdí, při ražbě podzemních děl.
-
Mikropiloty
V případě poklesu nosných konstrukcí vlivem změny stavu podzákladí se provádí podepření mikropilotami. Mikropiloty vytvoří pevné stabilizační prvky v základové půdě, které brání dalšímu poklesu celých konstrukcí i jejich částí. Řešení pomocí mikropilot je vhodné tam, kde se objevuje sedání základů způsobující trhliny v konstrukcích. Je vhodnější a cenově přijatelnější než nákladné, hlučné a časově náročné tradiční metody stabilizace, které vyžadují rozsáhlé stavební práce. Vzhledem k možnému namáhání mikropiloty působí a jsou používány podobně jako kotvy.
Upozornění: Informace obsažené v tomto článku mají pouze obecný informativní charakter a slouží k základní orientaci v problematice. Ačkoliv dbáme na maximální přesnost obsahu, právní předpisy a jejich výklad se v čase vyvíjejí. Neneseme žádnou odpovědnost za případné škody či komplikace vzniklé samostatným užitím informací z tohoto článku bez naší předchozí individuální právní konzultace a odborného posouzení.
tags: #co #je #intent #zakladani #staveb