Jaký druh základů je nejlepší udělat, pokud je podzemní voda blízko?

Přítomnost podzemní vody v blízkosti povrchu půdy je komplikujícím faktorem pro výstavbu. Lidé však i v takových podmínkách musí stavět domy, protože ne každý má na výběr. Soukromí developeři, kteří neuznávají náklady na takovou „maličkost“, jako je projekt, se často zajímají o to, jaký druh základů je potřeba pro dům, pokud je podzemní voda blízko. Pokusím se na to odpovědět podrobně a co nejsrozumitelněji.

Charakteristika podzemních vod

Podzemní voda se nazývá podzemní voda, která, když se nachází v půdě, není pokryta vodotěsnými vrstvami hutného jílu, který má prakticky nulovou propustnost vody. Ve struktuře zemské kůry se střídají s písčitými a/nebo vápnitými vrstvami, což jsou zvodnělé vrstvy.

První vodotěsná vrstva z povrchu se nachází pod bazénem podzemní vody, který může mít velmi významnou distribuční plochu. Hladina vody v takové zvodně se může samozřejmě měnit v závislosti na ročním období a množství srážek přicházejících z povrchu, ale plocha je víceméně konstantní.

Existuje také něco jako „nad vodou“ – to je název pro ohniska umístěná v provzdušňovací zóně, ve které se voda dočasně a na malém místě hromadí. Aerační zóna je nejsvrchnější část země, kterou voda z povrchu prochází do akumulační zóny. Prázdné prostory v půdě nacházející se podél její dráhy jsou vyplněny, a pokud je na dně takové čočky jíl nebo hlína, prosakuje hlouběji mnohem nižší rychlostí.

V obdobích, kdy je málo nebo vůbec žádné srážky, může být posazená voda zcela absorbována, ale může stavebníkům způsobit potíže stejně jako trvalé podzemní vody. Nebezpečí posazené vody spočívá v tom, že ji není vždy možné odhalit ani při plnohodnotných geologických průzkumech, pokud jsou prováděny v období sucha. Hladina podzemní vody by se proto měla zjišťovat buď na jaře, ihned po tání sněhu, nebo na podzim po delších deštích.

Hlavní rysy podzemní vody, nepočítaje níže uvedené aquitard, jsou:

• Poloha vodní hladiny a její tvar se řídí topografií povrchu půdy.
• Hloubka vody z povrchu se může lišit v širokém rozmezí – od 1 do 50 m.
• Jelikož je nad spodní vodou propustná zemina, její proudění nevytváří tlak.
• Bazén podzemní vody je napájen z povrchu – z nádrží a z atmosférických srážek. V důsledku toho se složení vody může změnit, včetně nasycení škodlivými nečistotami.
• Podzemní voda není vždy statická, často tvoří proudy ve směru, kam vede sklon podložní nepropustné vrstvy. V některých případech přichází na povrch země a tvoří bažinu nebo pramen.
• Podzemní voda může mít vysoký stupeň mineralizace. Rozpouštějí se v něm soli a minerály a právě ty, které reagují s betonem a přispívají k jeho destrukci, představují pro základ hlavní nebezpečí.

Pro stanovení hladiny podzemní vody využívají projektanti a stavebníci hydroisohypsové mapy, které sestavují hydrogeologové na základě výsledků dlouhodobých pozorování. Naznačují hladiny podzemní vody téměř ve všech osadách, ale pouze výzkum může znovu vytvořit konkrétní obraz na místě. Stejně vysoká voda se může objevit tam, kde se nepředpokládalo.

Jaký druh základů lze vytvořit, pokud je podzemní voda blízko?

Pokud má vaše lokalita vysokou hladinu podzemní vody, bude výběr typu základů omezený. Mezi lidmi nejoblíbenější mělké pásy a vyvrtané hromady jsou zde k ničemu. Ačkoli v případě pásky existuje možnost: může být vyrobena povrchně, ale pro tuhost jí budete muset dát tvar mřížky. V tomto případě dochází k určité úspoře na výkopových pracích, neboť zemina bude muset být odstraněna pouze pod sypkými vrstvami, ale zvýší se spotřeba betonu v důsledku nalití příčných nosníků.

Mnohem výhodnější je naplnit ne rošt, ale pevnou desku. Bude to trvat více betonu a kovu, ale strávíte méně řeziva na bednění a také času na jeho montáž. S povrchovým umístěním se stěny mohou začít stavět přímo z desky – bez budování základní části. V tomto případě získáte úsporu nejen díky absenci soklu, ale také díky tomu, že samotná deska může sloužit jako podklad.

Ve zvláště závažných případech, kdy hladina vody stoupá téměř k povrchu, je lepší dát přednost raženému pilotovému základu. Naplnění monolitu v takových podmínkách je problematické, protože než stihnete vyvrtat studnu, je již naplněn vodou. Vazba pilot, alespoň u pórobetonových stěn, by měla být železobetonová mříž. Alternativně může deska spočívat také na hlavách pilot, což je zvláště výhodné, pokud existují rozdíly v terénu v oblasti.

Nejspolehlivější investicí byly vždy pozemky a na nich postavené nemovitosti. Dobrých pozemků se spolehlivou půdou však není pro každého dost, a tak někdo musí postavit základy pro dům v bažině. Z této publikace se dozvíte, jaké jsou vlastnosti takového základu a jak na něm správně stavět.

Je možné postavit dům v bažině?

Bažinaté půdy mají heterogenní vícevrstvou strukturu, skládající se z vrstev jílu, rašeliny, písku, které mají nejen různé hustoty, ale také nestejné stupně nasycení vodou. To přináší určité potíže v procesu určování zatížení, které daná zemina vydrží, takže taková konstrukce je jednou z nejobtížnějších a nepředvídatelných, pokud se provádí spontánně.

Projekt by měl být, když ne pro celý dům, tak alespoň pro nadaci, pro kterou je velmi důležité provést předběžnou analýzu půdy na místě. U malých dřevěných domů se půda zkoumá do hloubky až 5 m, u kamenných domů s jedním podlažím do 8 m, u dvou-třípatrových budov – do 12 m.

Vzorky půdy odebrané ze 3-5 studní obsahují mnoho důležitých informací. Používají se k určení složení a tloušťky každé vrstvy, fyzikálních charakteristik mezivrstev a jejich schopnosti odolávat tlakovému zatížení. Pomocí vzorků je možné s velkou přesností určit stupeň přirozeného nasycení půdy vlhkostí a stanovit hladinu, na které leží podzemní voda.

Jak posílit základnu pod základem

Informace o inženýrské a geologické situaci v místě umožní přesně vybrat správný typ základu a stanovit opatření, která jej pomohou ochránit před podmáčením a erozí. Nejedná se pouze o instalaci pomocné drenáže, ale také o hlavní opatření pro instalaci hromadných základů.

Takové události jsou:

1. Částečná nebo úplná náhrada zeminy v jámě nebo výkopu materiálem odolným vůči zvednutí (drcený kámen, štěrk, písek, ASG), která eliminuje nebo alespoň omezí sedání základů na přijatelnou mez.
2. Zhutnění dna jámy předvlhčením a pomocí pěchovadel.
3. Stavba hromad zeminy.
4. Hluboké vibrační zhutňování pomocí technologie pěchování.
5. Zpevňování zemin tepelnou konsolidací, cementováním, silicizací nebo injektáží ekologicky nezávadnými geopolymerními sloučeninami. Metoda se volí v závislosti na výsledcích studie půdy.

Všechna tato opatření jsou zajištěna již ve fázi projektování, stejně jako konstrukční opatření, s jejichž pomocí by byl základ nejméně citlivý na nerovnoměrné sedání. Aby toho bylo dosaženo, jsou přijímána různá rozhodnutí:

• Budova je rozřezána na samostatné bloky oddělené sedimentárními slojemi.
• Konstrukce jsou zesíleny dodatečnou výztuží.
• Smyčkové nebo spojité vyztužené pásy v samostatných blocích jsou instalovány na všech úrovních hlavních stěn.
• Zvětšují plochu podepření vodorovných konstrukcí o svislé (překlady, podlahové desky).

Nejčastěji se při hloubení jam zhoršují vlastnosti půdy, protože to narušuje přirozenou topografii a ztěžuje filtraci atmosférické vody přes tloušťku vrstev. Proto je při stavbě na hlíně, která je přírodním materiálem odolným vůči vodě a často se vyskytuje v bažinatých půdách, velmi důležité zajistit alespoň povrchové odstranění taveniny a dešťové vody z místa.

Posazená voda může při výkopových pracích způsobit nemalé potíže. Neleží v povodí podzemních vod, ale výše – v provzdušňovacích zónách, kam proudí vlhkost v důsledku průsaků z povrchu. Zdržuje se v mělkých hloubkách kvůli přítomnosti vrstev hustých horninových nebo jílových čoček v půdě, které mají velmi nízkou infiltrační schopnost.

Verkhodok se obvykle nacházejí lokálně a zabírají malou oblast pouze tehdy, když spadne největší množství srážek. Jejich identifikace může být problematická i během testování půdy, pokud se provádí za suchého horkého počasí. Vzhled vody, která zaplavuje základ, může být pro majitele překvapením, proto je lepší studovat hydrogeologickou situaci na místě na jaře nebo na podzim.

Pokud se během stavebního procesu v jámě vyskytne voda – ať už je to vysoká voda nebo jen bouřková vlhkost, bude nutné ji odstranit pomocí kalových čerpadel, která převádějí vodu do jímek nebo odvodňovacích studní, nebo instalací drenážního kanálu. Poté musí být dno výkopu očištěno na tloušťku zeminy zkapalněné vodou. Práce je náročná na práci a vyžaduje určité výdaje, takže odborníci nedoporučují nechat vykopané jámy dlouho nečinné.

Prachovité písčité a jílovité půdy jsou zvláště zkapalněné. Pokud je to možnost na vašem webu, pak při přípravě základny musíte položit vrstvu písku o tloušťce asi 15 cm a pečlivě ji zhutnit drceným kamenem. Na takovém polštáři se provádí betonová příprava, která dodá základně největší tuhost.

Který základ je lepší v bažině zvážíme v další kapitole.

Jaký druh základu udělat na bažinaté půdě

Hlavní nevýhodou bažinaté půdy je, že je heterogenní – sedá se nerovnoměrně a má nestabilní odolnost vůči tlakovému zatížení. Pokud je v povrchové vrstvě vysoká vlhkost, problém se zhoršuje tím, že v zimě voda zamrzá, vzniklý led se roztahuje a začíná vytlačovat pevné částice půdy.

Proces zvaný mrazové zvedání může být velmi násilný. Pokud je konstrukce základu zvolena nesprávně, mohou jej velké síly jednoduše vytlačit na povrch. Takové následky nelze odstranit žádnou opravou, takže je lepší hrát na jistotu a vynaložit náklady na design, než později utrpět nenapravitelné ztráty.

Ne každý základ může být položen pro dům na bažinaté půdě. Existují pouze tři možné možnosti a funkce každé z nich budou popsány níže.

Na železobetonových podpěrách

Piloty byly původně vynalezeny pro stavbu na bažinatých a permafrostových půdách, takže je nepravděpodobné, že by bylo možné najít něco lepšího než tato možnost. Mají spoustu výhod – od nízkých nákladů až po možnost instalace na nerovném terénu.

Řekněme hned, že dnes silně inzerované kovové šroubové piloty nejsou nejlepší volbou pro bažinaté oblasti. Celým problémem je koroze kovu, proti které i tovární nátěr jen těžko ochrání. V každém případě na takových hromadách rozhodně neušetříte tím, že vezmete levné výrobky s tenkou stěnou, a to i bez vyplnění dutiny. Pokud se rozhodnete použít šroubové piloty, musí být odebrány s tloušťkou stěny 6 mm, musí být betonovány a uzávěry musí být svařeny ne bodově, ale po celém obvodu. Taková hromada bude více betonová než ocelová.

Lepší je ale použít železobetonové piloty, s jejichž pomocí projedete libovolně velkou vrstvou sesedání nebo vodou nasycené zeminy a zavrtáte se do podkladní pevné vrstvy. Pokud je maximální délka šnekové piloty 12 m, pak masivní betonová pilota může mít délku 20 m (a spřažená i delší). Takže takové hromady se nestarají o žádnou bažinu.

Pilotový základ v bažině pro dům je postaven hlavně z následujících pilot:

1. Prefabrikovaný železobeton, instalovaný zaražením do vodícího otvoru nebo zatlačením přemístěním zeminy.
2. Železobetonové vrtné soupravy (vrtané, vstřikovací). Rampané jsou konstruovány vyplněním studny betonem podél předem instalované pažnicové trubky. Potrubí může být odstraněno, jakmile je studna naplněna, nebo zůstane jako ztracené bednění. Pokud jsou takové piloty instalovány pod úrovní terénu, stěny studny jsou zpevněny roztokem bentonitové hlíny.
3. Šroub – nejen ocelový, ale i kombinovaný (kov-beton), které mají alespoň jednu spirálovou čepel.

Projekt může také zahrnovat kombinování pilot na jednom místě pomocí dvou technologií. Liší se především způsoby zpevňování zeminy pro zajištění vysoké únosnosti. Například vyztužený prvek může být vytvořen pod patou vlasu nebo podél jeho bočního povrchu. Zda jsou taková opatření nezbytná, určí výpočtem pevnosti zeminy a určením hloubky slabě únosných vrstev. Pokud je silná vrstva v dosahu délky pilot, nemusí být taková opatření nutná.

Klady a zápory pilotového základu

Na otázku: jaký je nejlepší základ v bažinaté oblasti, je odpověď jasná – samozřejmě hromady. Zde je seznam jejich výhod a nevýhod:

Pros	Zápory
Nejnižší náklady díky minimálnímu objemu výkopových prací.	Instalace většiny pilot (hnaných, lisovaných, vibračních) vyžaduje speciální zařízení, které v omezených podmínkách na malé ploše nemůže vždy fungovat.
Krátké termíny pro stavbu pilotového pole, pokud jsou použity tovární piloty.	Pokud je nutné položit hluboký základ, nelze ani šroubované piloty instalovat vlastními rukama.
Vysoká hladina spodní vody není překážkou pro vybudování pilotového pole.	Pilotový základ neumožňuje zajistit suterén, ale na bažinaté půdě může být takové řešení v zásadě nepřijatelné.
Je snazší hrát si se složitostí víceúrovňového terénu.
Práce lze provádět kdykoli během roku.
Minimální životnost železobetonových pilot je 100 let.
Neexistují žádné náklady na hydroizolaci, protože tovární piloty jsou již ošetřeny ochrannou směsí.
V nejtěžších hydrogeologických podmínkách lze instalovat ražené piloty.
Mříž lze zvednout do značné výšky a chránit konstrukce prvního patra před navlhnutím.
Vrtané hromady mohou být vyrobeny nezávisle.

Deska monolitický základ

Druhým nejúčelnějším zařízením pro použití na bažinatých půdách je základová deska. Jeho hlavní výhodou je velká opěrná plocha, která nepřispívá k přesnému utlačování zeminy a automaticky vyrovnává nerovnosti sedání.

• Deska může být navržena i pro vysoce vlhké půdy – a to je plus. Nesmíme však zapomínat ani na působení mrazu zvedajících sil, kvůli kterým musí být pod deskou vyměněn poměrně impozantní objem zeminy (v závislosti na úrovni jejího promrznutí). V důsledku toho se takový základ ukazuje jako poměrně drahý, vezmeme-li v úvahu jeho celkovou vysokou spotřebu materiálu.
• Chcete-li snížit množství půdy, která má být nahrazena, je snazší prohloubit desku, což dokonce umožní vytvořit suterén v domě. Takové rozhodnutí je však stále nejlepší na relativně suchých půdách, jinak bude muset být vynaloženo mnoho peněz na hydroizolaci nejen základny desky, ale také stěn suterénu.
• V oblastech, kde nedochází k hlubokému zamrzání půdy, pod pevným základem vůbec nezmrzne. V opačném případě je lepší uspořádat desku technologií USHP s výztužnými žebry směrem dolů, mezi nimiž je položena odolná izolace z pěnového polystyrenu (EPS).
• Pod ním je poměrně silný polštář písku, a pokud je vlhkost půdy vysoká, pak je pod ním také vrstva hrubého drceného kamene. Dobře vyplněné a zhutněné polštáře tlumí účinky návalových sil, rozkládají maximální tlak na podklad a umožňují podzemní vodě volně procházet pod deskou, aniž by stoupala nad polštář drceného kamene. Taková podkladová vrstva neakumuluje vlhkost, a proto nezamrzá.
• Na půdách vyznačujících se silným sedáním může být deska navržena ve formě krabicovité konstrukce. Výztužná žebra v tomto případě nevypadají jako stěny, ale jako vzájemně se protínající trámy uzavřené po obvodu. Toto provedení poskytuje největší prostorovou tuhost konstrukce, která se chová nejpředvídatelněji na bažinatých (sesedacích) půdách.

Hlavní podmínkou pro stavbu základové desky na nestabilních půdách je přítomnost betonového přípravku do tloušťky 10 mm. Jedná se o tuhou podkladovou vrstvu nekvalitního betonu, nalitou přes pískem rozdrcený kamenný polštář. Za prvé, taková vrstva činí základ stabilnější a za druhé chrání plantární hydroizolaci před mechanickým poškozením.

Na pevných přírodních základech se dnes místo betonu často používá profilová polymerová membrána. Dále se pokládá pod tepelnou izolaci ve vrstvě izolované desky. Ale před vytvořením základu v bažinaté oblasti je stále třeba nalít betonovou vrstvu na horní část objemového polštáře. Půda se díky ní usadí nejrovnoměrněji a základ bude nejpevnější, což je velmi důležité u materiálů citlivých na pohyb, jako je pórobeton nebo keramická tvárnice.

Mělký pásový základ

Překvapivě na mnoha stavebních službách můžete vidět takové informace, že na bažinaté půdě můžete stavět domy na mělkých pásech. To není zcela správná informace, protože tento typ základů nelze použít na zvednutých půdách. A pokud uvážíte, že horní vrstva bažinaté půdy je téměř vždy vlhká, pak zde rozhodně dochází k mrazu. Co se dá v takové situaci dělat?

Kombinace pásky s hromadami

Přijatelnou tuhost takového základu dosáhnete jeho položením na zeminu nebo zemino-cementové piloty. Tato technologie zahrnuje zhutnění půdy během procesu vrtání studny a je navržena speciálně pro použití na sesedacích půdách.

• Vrty se nevrtají, ale razí se pomocí válcového pěchovadla o hmotnosti až 3 tuny, načež se vrstvu po vrstvě plní zhutněnou zeminou. Lze jej použít na vše, co lze zhutnit – od drceného kamene až po stavební odpad. Pokud je půda suchá, vrstvy se před zhutněním lokálně navlhčí.
• Čím blíže jsou takové piloty uspořádány k sobě, tím vyšší je stupeň zhutnění půdy podél os pilotového pole. Takové hutnění lze provádět do hloubky až 24 metrů. Stejně tak se na podmáčených půdách instalují protiprůsakové clony – piloty vyrobené blízko sebe s použitím zemin s voděodolnými vlastnostmi (jíly a hlíny).

Pokud se použijí obyčejné vyztužené piloty, pak se výztužné tyče zvednou tak, že se zapustí do pásky. Tento typ základů nelze nazvat malým pásovým základem – jedná se o kombinovanou verzi nazývanou pilotový pás.