Od starověku se kamenná půda používala jako odolný a prakticky deformovatelný základ pro stavbu budov. Částice hornin v takové půdě tvoří tuhou krystalickou mřížku. GOST 12536-2014 definuje tento typ horniny jako jeden z nejlepších podkladů pro stavební práce. Skalnatá půda může být jedním monolitem, který je produktem sopečné erupce, nebo se může skládat z vrstev různých sedimentárních hornin.
Horniny mají různé fyzikální a chemické vlastnosti, které určují povahu jejich použití jako stavebního materiálu:
· Žula je vyvřelá hornina, která má největší sílu.
· Pískovec má vysokou pevnost a používá se především na stavbu stěn. Skládá se z hrubých zrn vázaných minerály.
· Kalcit (hlavně vápenec) je odolný vůči deformacím včetně vlivů podzemní vody.
Vlastnosti tohoto typu půdy, které z něj dělají ideální základ:
· Vysoký stupeň pevnosti díky tuhé konstrukci. Základy postavené na takové půdě mohou odolat značnému zatížení, protože podpora je na samotné skále.
· Vodotěsné díky absenci jílu a písku. Schopnost nepropustit vodu zajišťuje odolnost proti zvednutí, včetně mrazu. Tím je zajištěno, že se základ neposouvá ani nedeformuje.
· Odolnost vůči spodní vodě.
· Nestlačitelnost zabraňuje sedání budov.
Skalnatá půda se nevyvíjí snadno a vyžaduje použití speciálního vybavení, což zvyšuje náklady na práci.
· Nemožnost výstavby suterénu nebo suterénu, protože pronikání do takové půdy je možné maximálně o půl metru.
· Obtíže při pokládce komunikací a instalaci drenážního systému.
· Krokování: na pozemku mohou být značné rozdíly ve výšce terénu, které jsou kompenzovány složitým základem. Rámy ze železobetonových pásů jsou spojeny šikmými spoji. Poté se na ně položí základna, která je dostane na stejnou úroveň.
· V horninách se mohou vyskytovat krasové dutiny vzniklé v důsledku prosakování vody puklinami. Poruchy nebo velké trhliny, přítomnost zón drcení, promíchání vrstev hornin různé tvrdosti ovlivňují pevnost základu a mohou způsobit deformaci konstrukce. Zjištěné trhliny se vyčistí a utěsní směsí písku a cementu, pokud jsou však zasažená místa horniny rozsáhlá, vyplní se zhutněným betonem.
Další úskalí spočívá v tom, že vlastnosti hornin na povrchu lokality a v hloubce se mohou výrazně lišit. V tomto případě je nutné při otevírání jam pro založení dodatečně vypočítat únosnost ve smyku a upravit samotný návrh v závislosti na nových stavebních podmínkách.
Při práci na takovém základu lze použít různé typy základů.
Monolitický deskový základ
Na zem se položí pískový polštář a vyplní se vrstvou betonu. Mezi ně jsou položeny geotextilie, které chrání beton před spodní vodou. Poté se položí hydroizolační vrstva a nová vrstva betonu s dodatečnou výztuží. Jedná se o drahou možnost, a proto se používá zřídka.
· Mělký pás se používá při stavbě základů v hloubce do 30 cm.Pokud je terén rovný, není potřeba žádná další výztuž nebo pískový polštář.
· Zapuštěný pásový základ se používá při práci na částečně skalnatých půdách. V tomto případě je položen ve vzdálenosti nejméně 70 cm od povrchu země. Nejprve musíte připravit místo tím, že vyčistíte půdu v dané hloubce a vyrovnáte dno jámy. Poté se nalije pískový polštář (asi 30 cm) a na něj se natáhne hydroizolační materiál. Poté se vytvoří bednění a vyztužený pás, nalije se betonová vrstva, na kterou se položí další vrstva hydroizolace. Poté se instalují pórobetonové bloky.
· Nejlepší volbou by byl sloupový základ, ale je použitelný pouze pro lehké konstrukce. Řada podpěr, někdy s mříží, je pohřbena v zemi, aby byla zajištěna stabilita základu. Pro snadnější realizaci se používají kovové hroty. Studny ve skále jsou vyztuženy výztužným rámem. Takový základ je postaven rychle a nevyžaduje značné materiálové náklady.
Pokud má lokalita sklon, pak je v tomto případě možné vybavit přízemí bez obav ze sesuvů půdy. Je však nutné provést následující práce: při sklonu 3-5% je nutné připravit pískový a štěrkový polštář; pokud je sklon větší než 15%, pak se zastavěná plocha rozdělí na samostatné části a je postaven stupňovitý základ.
2. Skalnaté půdy se nacházejí většinou v oblastech s vysokou seismickou aktivitou. I drobné posuny v zemské kůře přenášejí na konstrukci vibrace, které mohou vést k její deformaci. Pro kompenzaci tohoto jevu se používá výztužný pás, který se připevňuje na kotvy vložené do skalního základu, nebo speciální protiseismické pásy a švy.
3. V případě plánovaných velkých vytahovacích zatížení z konstrukce se instalují i kotvy. Při vodorovném zatížení je pro zvýšení stability budovy podkladová plocha ošetřena římsami.
4. Musí být zajištěno minimální poškození povrchu horniny. Za tímto účelem se hloubení jámy provádí opatrně, přičemž se zachovává ochranná vrstva, která se zpracovává ručně. Pokud výkop zůstane otevřený po dlouhou dobu, měl by být povrch skály chráněn nástřikem asfaltového nebo betonového nátěru, aby se zabránilo vlhkosti z atmosférické nebo podzemní vody.
Skalnaté půdy se skládají z různých hornin, které mají své vlastní charakteristické rysy:
- Žula. Tento oblíbený materiál je široce používán při stavbě a dekoraci různých konstrukcí. Má velmi vysokou pevnost a odolnost.
- Pískovec. Hornina se skládá z mletých zrn, která jsou spojena minerálními látkami (hlavně cementem). Má vysokou poréznost a je široce používán jako materiál stěn.
- Vápenec. Hornina, která se skládá z kalcitu. Odolává erozi a deformaci.
Skalnatá (nebo skalnatá) půda se v Rusku vyskytuje poměrně často. Z vědeckého hlediska jsou skalnaté půdy půdy tvořené jednou nebo více horninami (obvykle žula, křemen nebo pískovec), jejichž základ tvoří krystaly o velikosti přes 200 mm, propojené jednou pevnou strukturou. Kamenitá půda může být ve formě jednoho monolitu tvořeného vulkanickými horninami nebo vrstevnatá, sestávající z hornin sedimentárního původu. Kamenitá půda je nejodolnější ze všech. Odolá tlaku až 120 MPa, málo se deformuje (pokud se nenachází v oblasti náchylné k zemětřesení) a prakticky nepodléhá erozi a mrazu, proto je ideální pro stavbu. Lidé o tom věděli od samého počátku umění architektury: staří Řekové a po nich Římané a po nich středověcí Evropané se pokoušeli stavět monumentální stavby na skalnatých půdách. Kamenitá půda má však jednu velkou nevýhodu: velmi obtížně se zpracovává. To je přesně to, co určuje vlastnosti stavby domů na skalách.
Typicky se základy na skalnatých půdách dodávají ve dvou typech: pásové a sloupové s mříží (pouze zde roli pilířů hrají „býci“ – masivní kulaté nebo obdélníkové podpěry zalité ve vybráních ve skále). Základy na skále mají řadu výhod oproti jiným typům základů. Za prvé, mohou mít nejjednodušší design – někdy stačí jednoduše „položit“ mělkou „stuhu“ na skalní základ, aniž byste použili pískovou náplň. Za druhé, základy na skále mohou unést značnou váhu konstrukce, protože v tomto případě se základem stává celá skála.
Skalnatá půda má mnoho výhod, mezi které patří vysoká pevnost a odolnost proti vlhkosti.To je možné díky skutečnosti, že taková půda neobsahuje jíl ani písek.
Navíc na stěny základu postaveného na takové půdě nepůsobí těžké síly. Tím se zabrání pohybu základu a následné destrukci konstrukce.
Samozřejmě i přes to všechno mají kamenité půdy určité nevýhody. Odborníci zdůrazňují následující nevýhody kamenitých půd:
Při stavbě budete muset použít speciální zařízení, což mírně zvýší náklady na stavbu.
Na takových půdách není možné stavět budovy s přízemím a suterénem.
Mohou nastat problémy s instalací drenážního systému a pokládkou komunikací.
Hloubka základů na kamenité půdě často není větší než půl metru. V případě potřeby může být hloubka o něco větší. Takové změny si samozřejmě vyžádají nemalé finanční náklady.
Pokud skála leží blízko povrchu, s největší pravděpodobností budete muset „zapomenout“ na suterén – práce na vývoji skalního základu je extrémně pracná a drahá. Kromě toho se skutečným problémem stává zásobování komunikací, zejména kanalizační a kanalizační systém.
Kámen je zřídka rovný. Někdy mohou výškové rozdíly na staveništi dosáhnout několika metrů. V tomto případě je nutné vybudovat složité základy, které vyrovnávají výškové rozdíly ve „stupních“. Každý „krok“ je železobetonový pás. Rámy všech „stupňů“ musí být vzájemně spojeny šikmými spoji ze stejné výztuže. Poté se na tyto „schody“ položí základna, která se posune na jednu úroveň.
Seismická odolnost regionu
Navíc mluvíme nejen o „vážných“ zemětřesení, ale také o malých pohybech zemské kůry, které se vyskytují téměř všude. Zde se tvrdost kamenitých půd stává jejich nevýhodou – nemohou hrát roli tlumícího polštáře jako měkké půdy a všechny vibrace se nevyhnutelně přenášejí do domu. Problém lze částečně vyřešit „tuhým“ přivázáním ke skalnímu podkladu pomocí kotev. Do skály se vyvrtají otvory, do kterých se pomocí epoxidového nebo podobného lepidla vloží kotvy tak, aby vyčnívaly 20-30 cm nad povrch. Na tyto kotvy je „přivázán“ výztužný pás budoucího základu. Kromě toho by bylo užitečné zajistit antiseismické švy v konstrukci domu.
Výběr základů pro skalnaté povrchy.
Při stavbě budovy na skalnaté půdě lze použít následující základy:
Zapuštěný pásový základ se používá především v případech, kdy na místě není pevná skála a je možné konstrukci uložit do hloubky minimálně 70 cm.Při zakládání bude potřeba provést řadu prací. Nejprve budete muset odstranit zeminu do určité hloubky a vytvořit jámu. Místo je také vyrovnáno a instalovány příkopy. Po vytěžení zeminy se položí pískový polštář. Jeho tloušťka by měla být přibližně 30 cm.Na ni se položí hydroizolace. Když je základna připravena, nainstaluje se bednění, položí se vyztužený pás a nalije se beton.
V hloubce 30 cm je instalován mělký pásový základ.Protože je hloubka malá, obejdete se bez pískového polštáře. Pokud je zem rovná, můžete zapomenout na zesílený pás. To vám umožní ušetřit nějaké peníze na stavbě základny.
Použití deskových základů, s přihlédnutím ke všem vlastnostem výstavby tohoto typu základů na kamenité půdě, je extrémně nákladný podnik. V důsledku toho vítězí více možností rozpočtu.
Optimálním řešením pro skalnatou půdu by byl sloupcový základ. Konstrukce se skládá z podpěr s mřížkou. Podpěry jsou o něco hlubší, což dává základně stabilitu. Výhodou takového základu je rychlost výstavby a nízké náklady.
