Zakládání staveb představuje komplexní inženýrskou disciplínu, která se zabývá návrhem, stavbou a kontrolou základů staveb, popřípadě i jejich sanacemi a rekonstrukcemi. Její význam se zvyšuje zejména v zastavěných oblastech, kde je nutné zakládat stavby v prolukách a v blízkosti jiných budov. Tato specifická situace klade zvýšené nároky na preciznost návrhu a provádění, aby nedošlo k nežádoucímu ovlivnění sousedních objektů a k narušení jejich stability.
Specifika zakládání staveb v prolukách
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. 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.
Klíčové teoretické základy a normy
Teoretický základ nauky o zakládání staveb tvoří na jedné straně inženýrská geologie a hydrogeologie, mechanika zemin a skalních hornin, na druhé straně pak stavební mechanika a nauka o konstrukcích staveb. Nedílnou součástí návrhu základů je znalost o materiálech, tj. zejména o betonu a oceli a stanovení možností realizace těchto základů, což souvisí s otázkami technologickými. V neposlední řadě je třeba posoudit i ekonomii návrhu, neboť ta bývá mnohdy rozhodujícím kritériem při konečném výběru druhu a metody zakládání.
Od roku 2010 se v České republice stala v podstatě jedinou platnou normou pro navrhování geotechnických konstrukcí ČSN EN 1997-1, Eurokód 7: navrhování geotechnických konstrukcí - Část 1: Obecné zásady. Tato norma má v rámci Eurokódů poněkud zvláštní postavení, které je dáno jednak značným rozsahem a rozmanitosti geotechnických konstrukcí, hlavně však tou skutečností, že tyto konstrukce jsou realizovány v základové půdě, jež je většinou přírodním materiálem, jehož vlastnosti nejsou předepsány, jako je tomu u jiných stavebních materiálů, ale je třeba je nejprve zjistit, přičemž možnosti jejich stanovení jsou značně omezené.
Čtěte také: Detailní pohled na mechaniku zemin
Přestože zakládání staveb vychází z moderních teoretických poznatků o fyzikálních principech chování základové půdy a stavební konstrukce, důležitou roli hraje i nadále zkušenost. Ta je ovšem nepřenosná a lze ji nabýt dlouhodobou praxí v oboru. V poslední době se v metodologii zakládání staveb vyvinuly dva vyhraněné směry: matematické modelování interakce základových konstrukcí se základovou půdou a inženýrský (pragmatický) přístup. Nelze však opomenout tu skutečnost, že zakládání staveb řeší především praktické úlohy, tj. musí umožnit návrh a realizaci základů staveb na konkrétním staveništi, v reálném čase a s reálnými prostředky.
Geotechnický průzkum - základ úspěšného zakládání
Hlavním cílem geotechnického průzkumu je poskytnutí takových údajů o geologických a hydrogeologických poměrech staveniště a jeho okolí, jakož i o vlastnostech základové půdy, jež umožní technicky správný, ekonomicky přijatelný a časově i technologicky proveditelný návrh geotechnické konstrukce za výrazné redukce geotechnických rizik spojených s tímto návrhem i jeho realizací. Konkrétní cíle geotechnického průzkumu se mohou v podrobnostech lišit, a to jak s ohledem na jeho příslušnou etapu, tak na druh a složitost geotechnické konstrukce.
Geotechnický průzkum na konkrétním staveništi vychází z projektu průzkumných prací, který by měl plánovat technické práce průzkumu, rozsah a četnost zkoušek základových půd, a to zejména na základě důkladné znalosti účelu, pro nějž se provádí. Jeho provádění je vždy vhodné konzultovat s projektantem geotechnických konstrukcí, který je schopen příslušné otázky jasně formulovat a zadat, neboť právě ten je hlavním uživatelem výsledků průzkumu a pro něj představuje jeho Závěrečná zpráva jeden z rozhodujících podkladů pro návrh geotechnické konstrukce.
Fáze geotechnického průzkumu:
- Předběžný průzkum: Zahrnuje důkladnou prohlídku staveniště a jeho okolí, studium archivních materiálů (rešerše např. z Geofondu) a seznámení se stavebním záměrem. Jen zcela výjimečně se provádějí odkryvné terénní práce, nicméně nepřímé průzkumné metody (geofyzikální měření) jsou relativně časté.
- Podrobný průzkum: Zahrnuje již vesměs veškeré práce potřebné k získání co nejúplnějších poznatků o geotechnických poměrech na staveništi. Je zpravidla podkladem pro projekt DSP a musí vždy správně odhalit nejdůležitější geotechnická rizika příslušného staveniště s ohledem na druh a rozsah plánované stavby.
- Doplňkový průzkum: Bývá realizován v těch případech, kdy při plánovaných pracích průzkumu podrobného dojde k takové situaci, že vzniklý geotechnický problém nelze uspokojivě objasnit, nebo v případech výrazné změny ve tvaru, statickém působení, či umístění stavby.
Vlastní geotechnický průzkum vychází tedy vždy z dosavadní prozkoumanosti staveniště, a to formou geotechnické rešerše ze stávajících podkladů, získaných nejčastěji v Geofondu. Dále jsou plánována průzkumná díla, což jsou zejména tzv. jádrové vrty, méně často kopané sondy. Tato průzkumná díla musí být nejen dostatečně četná s ohledem na rozsah plánovaného objektu, ale musí zejména zasahovat do dostatečné hloubky tak, aby popis a vlastnosti základové půdy byly známy v celém rozsahu její interakce s konstrukcí. V rámci geotechnického průzkumu jsou dále plánovány zkoušky základových půd, a to jak laboratorní, pro které je třeba odebrat příslušné vzorky (porušené i tzv. neporušené) a dále zkoušky polní, k nimž v našich podmínkách řadíme např. sondy penetrační, které jsou jednak dynamické, jednak statické.
Závěrečná zpráva o geotechnickém (inženýrskogeologickém) průzkumu, jež má obvykle část textovou a přílohy, má zhodnotit výsledky všech provedených průzkumných prací a odpovědět na všechny otázky týkající se geotechnických podmínek staveniště.
Čtěte také: Efektivní zakládání s vruty
| Část zprávy | Popis obsahu |
|---|---|
| Geomorfologická a stratigraficko-litologická charakteristika | Popis zájmové oblasti a horninového prostředí, obvykle od nejnižší jednotky (předkvartérní podloží). |
| Prezentace geotechnických informací | Veškeré dostupné geotechnické informace včetně geologických jevů a relevantních údajů. |
| Popis stavby a účelu průzkumu | Účel a rozsah geotechnického průzkumu s ohledem na danou stavbu. |
| Morfologie a geologie staveniště | Obecný popis morfologie staveniště s vývojem a geologie v 3D modelu nebo řezech. |
| Geologické anomálie | Popis zjištěných/pravděpodobných anomálií (zlomy, dutiny) s doporučením pro doplňkový průzkum. |
| Hydrogeologické poměry | Podrobné informace o hydrogeologických podmínkách na staveništi. |
| Odvozené vlastnosti základových půd | Souhrn vlastností základových půd, základ pro stanovení charakteristických hodnot geotechnických parametrů. |
Základovou půdou se nazývá prostředí obklopující základy staveb. Tvoří ji zeminy v přirozeném uložení, jež jsou obyčejně produkty různého zvětrávání hornin a dále horniny v různém stupni porušení. Za základovou půdu se obyčejně nepokládají materiály vzniklé lidskou činností, jako jsou různé navážky, zásypy, skládky apod., pokud vlastnosti těchto materiálů nejsou zlepšeny speciálními metodami tak, aby byly pro zakládání přijatelné. Základové půdy se třídí podle různých kritérií, nicméně jeden z nejlepších systémů třídění základových půd je součástí bývalé ČSN 73 1001: Základová půda pod plošnými základy z roku 1987, jenž byl sestaven pro základovou půdu tvořenou zeminami. Ty se třídí zejména na základě granulometrického rozboru, kde kritériem je velikost zrn tvořících pevnou součást zemin.
Praktické postupy a doporučení při provádění
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.
Případové studie
Příklad 1: Nástavba u 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 kapitole 3 a dle schémat na Obrázcích 2 a 3. 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.
Příklad 2: 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.
Čtěte také: Zakládání staveb od A do Z
Příklad 3: 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.
Tyto případové studie zdůrazňují komplexnost a náročnost zakládání staveb v prolukách a potřebu pečlivého plánování a provádění prací s ohledem na stabilitu okolních konstrukcí.
tags: #zakladani #staveb #v #prolukach