Téměř všechny tradiční typy základů jsou vyrobeny z betonu.
Beton je stavební materiál z umělého kamene, který se získává v důsledku tvorby a tvrdnutí racionálně vybrané a zhutněné směsi:
- pojivo (cement);
- velké/jemné kamenivo (písek, drcený kámen);
- voda.
Beton časem nabývá na pevnosti a tento proces je velmi závislý na okolní teplotě. Z tohoto důvodu jsou přesné podmínky sedání konstrukcí z tohoto materiálu stále předmětem diskusí i mezi odborníky.
V procesu získávání síly prochází beton dvěma fázemi:
- Nastavení fáze. Za normálních podmínek to trvá asi den.
- Fáze kalení. V této době dochází ve struktuře k procesu hydratace (tvorba molekulárních vazeb mezi minerálním pojivem a kamenivem, které tvoří směs). Hydratace vyžaduje úzký rozsah teplot a vlhkosti, nad nimiž se negativně projeví kvalita betonové konstrukce.
V souladu s odstavcem 5.4.1 SP 70.13330.2012 „exponované povrchy čerstvě položeného betonu bezprostředně po dokončení betonáže (včetně přestávek v pokládce) by měly být spolehlivě chráněny před odpařováním vody, které je nezbytné pro proces hydratace. Pokud beton vyschne, proces hydratace se zastaví. Proto, když v horkém počasí ztuhne, je nutné další zalévání. Ideální podmínky pro rozvoj pevnosti jsou, když je beton ve stavu nasyceném vodou.
Čerstvě položený beton musí být také chráněn před srážkami. Je to způsobeno tím, že se minerální pojivo vyplavuje z povrchové vrstvy, což ovlivňuje pevnost konstrukce jako celku. Exponované povrchy je nutné chránit po dobu, která zajistí, že beton nabude pevnosti minimálně 70 %, a poté je třeba udržovat teplotní a vlhkostní podmínky, aby se vytvořily podmínky, které zajistí zvýšení jeho pevnosti.
Po odbednění musí být vytvořeny podmínky, za kterých bude udržována teplota a vlhkost na hodnotách, které zajistí optimální růst pevnosti betonové konstrukce.
Doba potřebná k usazení základu je tedy doba potřebná k získání potřebné pevnosti (nejméně 70 % konstrukční třídy (třídy) v souladu s SP 70.13330.2012 „Nosné a uzavírací konstrukce“). Zatížení základu je povoleno až po uplynutí této doby.
Pro téměř jakýkoli druh betonu je doba pro získání konstrukční pevnosti 28 dní při teplotě +20ºС. Jak bylo uvedeno výše, rychlost nárůstu pevnosti je vysoce závislá na teplotě betonu. Pokud je za normálních podmínek toto období 4 týdny, pak se při průměrné denní teplotě asi +5 stupňů období prodlouží na několik měsíců a při nulové teplotě se proces prakticky zastaví.
Při zahřátí na teplotu +50. +60 stupňů 70% pevnosti bude poskytnuto po 2 dnech a po 5 dnech toto číslo dosáhne 100%. Takové vytápění je možné v továrních podmínkách nebo při elektrickém vytápění na staveništi. Protože provádění takových operací na staveništi vede k výraznému nárůstu nákladů na práci, uchýlí se k nim pouze při betonování v zimních podmínkách.
Více informací o vlastnostech návrhu a provozu betonových základů v článku „7 mýtů o betonových základech“.
Do země se šroubováním v kombinaci s lisováním hotových kovových konstrukcí instaluje pilotový šroubový základ.
Vyplnění šachtového žlabu betonovou směsí, které se provádí po zaražení šnekových pilot, snižuje pružnost prvků, zvyšuje lokální stabilitu trubních stěn a zdvojnásobuje životnost z hlediska koroze (podrobněji: “Má být dřík piloty betonován nebo ne?”), ale nemá nic společného s nosností podkladů. Není tedy potřeba čekat, až směs v sudu nabere určitou pevnost.
Schopnost piloty absorbovat zatížení je zajištěna především únosností zeminy a teprve poté návrhovými a geometrickými parametry, které se přiřazují také v souladu s údaji o půdních poměrech získaných při geologickém průzkumu a na zatížení od konstrukce.
Po dokončení geologických studií (podrobněji „Geotechnické a geologicko-litologické studie a měření korozní agresivity zemin“) a vypracování projektu na základě získaných dat je tedy šroubový pilotový základ připraven k přenosu zatížení z budova/struktura ihned po dokončení instalace a nevyžaduje další čas k získání pevnosti.
Čas na čtení: 7 minut Zajímavé, ale nemáte čas číst?
Na území Ruské federace jsou rozšířeny podmáčené půdy, které zahrnují jíly, hlíny, písčité hlíny, bahnité a jemné písky.
Obsah článku:
1. Regulační požadavky na výstavbu základů ve vodou nasycených těžkých zeminách
Vzdouvající se půda je rozptýlena, zvětšuje svůj objem během přechodu z rozmrzlého do zmrzlého stavu v důsledku tvorby ledových krystalů a má relativní deformaci mrazem εfh >= 0,01.
Nasycení vodou je míra, do jaké voda vyplňuje objem půdních pórů. Hlavním důvodem výskytu mrazivého sezónního vzdouvání půd je přítomnost vody v jejich struktuře, která se při sezónním zamrzání mění v pevné skupenství (led).
Základy umístěné v takových zeminách jsou také vystaveny zdvihu, pokud zatížení, která na ně působí, nevyvažují těžné síly. Vzhledem k tomu, že vztlakové deformace jsou obvykle nerovnoměrné, dochází také ke zvedání základových konstrukcí nerovnoměrně a časem se hromadí. V důsledku toho dochází k nepřijatelným deformacím a kolapsu nadzemních částí budov a staveb. Lehké budovy (většina nízkopodlažních budov) jsou obzvláště náchylné k deformacím z vzdutí.
V souladu s konstrukčními normami pro základy budov a staveb by hloubka základů v podmáčených půdách neměla být menší než vypočítaná hloubka zamrznutí. V tomto případě je podešev konstrukce osvobozena od účinků normálních tažných sil. Hluboce položené základy však mají vyvinutou boční plochu, podél které působí tangenciální tažné síly. Tyto síly převyšují zatížení přenášené lehkými budovami, což způsobuje borcení základů.
Materiálově náročné a drahé základy položené pod hloubkou mrazu za stanovených podmínek tedy nezajišťují spolehlivý provoz nízkopodlažních budov postavených na zdvižných půdách. Je nutné odvodnit půdu nebo položit základ do hloubky přesahující hloubku mrazu 2krát, což umožňuje kompenzovat vliv tangenciálních sil mrazového zvedání.
Proto se v takových půdách často používá technologie „plovoucí desky“. Pohybuje se s domem v závislosti na zdvihu, čímž se minimalizuje riziko prasklin, poklesů a destrukce.
Konstrukce plovoucí desky je železobetonová položená na vrstvě hydroizolace umístěné na pískovém a štěrkovém „polštáři“.
Významnou nevýhodou tohoto provedení je vysoká cena, která zahrnuje jak náklady na materiál (hlavně beton), vybavení, tak i pracnost stavby.
1.1. Betonové rošty na šnekových pilotách ve vznosné půdě nasycené vodou
Dalším způsobem výstavby individuálních projektů bytové výstavby na podmáčených půdách jsou šnekové piloty sjednocené mělkou monolitickou betonovou mříží, která se pokládá v hloubce 15, 30, 45 nebo 60 cm od povrchu půdy. Šroubové piloty jsou instalovány v zemi tak, aby spodní lopatka byla umístěna za hranicí sezónního zamrzání půdy, což:
snižuje spotřebu materiálů a tím i náklady na výstavbu;
zajišťuje stabilitu základu proti silám mrazu.
Síly vznikající při mrazovém zdvihu (tangenciální síly mrazového zdvihu) působící na šroubové piloty (vzhledem k jejich konstrukčním vlastnostem – minimální tření na boční ploše) se stávají nevýznamnými ve srovnání se všemi ostatními typy pilot, např. ražené, vrtané atd. . Nosnost v takovém základu zajišťuje především ostří, a nikoli tření o boční povrch (více informací o vlivu mrazivého nadzvedávání na různých pilotách v článku „Vliv mrazového nadzvedávání na různé typy vrutů hromady“).
Základním principem navrhování pilotových-šroubových základů pro budovy postavené na podmáčených, zvednutých půdách je, že šroubové piloty slouží k pohlcování sil ze sezónně zamrzající základové půdy a monolitická mříž je spojuje do jediného systému a tvoří poměrně tuhou horizontální základnu, která přerozděluje nárazy z nerovných deformací země.
2. Použití šnekových pilot při vysoké hladině podzemní vody
Pokud je hladina podzemní vody vysoká (méně než 1,5 m od povrchu), náklady na stavbu tradičního základu se zvyšují o 50-70%. To je způsobeno skutečností, že při kopání jámy, jejíž spodní značka se nachází pod hloubkou mrazu a pod hladinou podzemní vody, je nutné provést práce na odstranění vody z jámy a organizaci ochrany před podzemní vodou. A umístění základů tradičního typu pod vypočítanou hloubkou mrazu je povinným požadavkem současných regulačních dokumentů (SP22.13330.2011 „Základy budov a staveb. Aktualizované vydání SNiP“).
Pro jiné typy základů, například vrtané piloty, je také nutné provést další opatření, která zvyšují náklady na stavbu: během práce je nutné zpevnit stěny předvrtaných studní.
Nejracionálnějším způsobem, jak vyřešit problém s vysokou hladinou podzemní vody, jsou šroubové piloty. Proces jejich instalace eliminuje výkopové práce. Hotové pilotové pole lze kombinovat s monolitickou páskovou mříží, zasypanou maximálně 0,5 m. Tato technologie eliminuje práce spojené s ochranou základů před podzemní vodou, a to jak ve fázi výstavby, tak ve fázi provozu.
