Typy základů budov &Jak rozkládají zatížení
Když průměrný člověk pomyslí na základy, pravděpodobně se mu vybaví stěny sklepa jeho domu. Nebo se jim vybaví ten člověk, který jim každý rok ve stejnou dobu volá a žádá o příspěvek… Suterénní neboli základová zeď je část stavby, která odolává zatížení od bočních zemních tlaků způsobených zeminou navršenou proti ní, ale také přenáší zatížení budov z konstrukce nahoře dolů na zeminu dole. Existují dvě kategorie základů, které se používají k přenosu zatížení budovy do země, a to mělké a hluboké základy. Typ půdy a její podmínky pomáhají stavebním inženýrům určit, který typ základů je pro danou stavbu nejvhodnější.
Mělké základy se často nacházejí pod lehce zatíženými stavbami, jako je dům nebo kůlna, a nacházejí se blízko povrchu země. Příkladem mělkého základu je betonová patka. Betonové patky se nacházejí pod základovými zdmi a vnitřními sloupy a slouží k rozložení zatížení od konstrukce nahoře na dostatečně velkou plochu, která omezuje pohyb v podloží pod nimi. Velikost potřebné základové patky závisí na typu půdy, která je pod ní. Pokud je patka umístěna na jílu, musí být mnohem větší, než kdyby byla umístěna na skalním podloží, protože skalní podloží má mnohem větší únosnost.
Malé základy jsou náchylné k pohybu v závislosti na okolních podmínkách a typu zeminy, na které spočívají. Například ve Winnipegu, kde žiji, je většina základů domů postavena na hlíně, která při absorpci vlhkosti bobtná. Bobtnání půdy způsobuje její vzedmutí, které může nadzvednout základy a způsobit rozdílné sedání domu. Pokud je rozdílné sedání minimální, obvykle se nejedná o konstrukční problém a spíše o estetický problém. Někdy může být pohyb tak silný, že je narušena statická integrita základového systému a je nutná oprava nebo výměna. Podívejte se na tento příspěvek, kde najdete další příčiny pohybů a poruch mělkých základů.
Podlahové desky a desky na úrovni terénu jsou dva další typy mělkých základů, které se používají ve stavebnictví a mohou být mnohem úspornější než hluboké základy, pokud zatížení není příliš velké a konstrukce snese rozdílový pohyb. S deskami na úrovni terénu jsou spojena určitá rizika, protože existuje možnost, že se půda pod nimi smrští a nabobtná, což by způsobilo pohyb desky. Pokud majiteli nevadí pohyb desky, pak je tento typ podlahové desky nejekonomičtější variantou. Pokud povrchové úpravy a zařízení umístěné na desce nesnesou pohyb, pak se často doporučuje konstrukční podlahová deska. Konstrukční podlahová deska má pod sebou dutinu, takže bobtnání a smršťování půdy pod ní nemá na desku vliv. Pokud nejsou půdní podmínky ideální pro mělké základy, je třeba zvážit hluboké základy.
Hluboké základy se často nacházejí pod většími budovami, kde je hmotnost konstrukce velmi vysoká a kde není žádoucí pohyb konstrukce. Tyto základy přenášejí zatížení zeminy hluboko pod zemský povrch. Nejběžnějším typem hlubinných základů jsou piloty. Piloty jsou dlouhé a štíhlé a přenášejí zatížení budov prostřednictvím tření mezi boční stranou piloty a okolní půdou a prostřednictvím ložisek mezi spodní částí piloty a vrstvou půdy pod ní. Piloty mohou být vyrobeny z oceli, dřeva nebo betonu. Ocelové piloty jsou často za tepla válcované profily tvaru I nebo šroubovité piloty. Dřevěné piloty jsou často velké dřevěné profily, které jsou tlakově ošetřeny a používají se pro dočasné nebo trvalé konstrukce. Betonové piloty jsou buď pevné šestihranné, nebo kruhového tvaru vyztužené ocelovou výztuží.
Někteří lidé si mohou myslet, že hloubka základu koreluje s velikostí zatížení přenášeného do půdy, ale obvykle tomu tak není. Pokud je zatížení velmi velké, instalují se hluboké základy až pod zemský povrch, dokud se nenarazí na silnou/hustou vrstvu půdy, jako je skalní podloží nebo ledovcová krusta. Obě tyto vrstvy mají velmi vysokou únosnost, kterou zeminy jako hlína a štěrk nemohou poskytnout. Piloty, které sahají až k silným/hustým vrstvám půdy, se nazývají koncové nosné piloty. Umístění těchto vrstev půdy se může značně lišit. Na velkém staveništi je možné, že jedna pilota narazí na skalní podloží v hloubce 50 stop pod úrovní terénu na jednom konci staveniště, zatímco pilota na druhém konci staveniště může narazit na skalní podloží v hloubce až 100 stop pod úrovní terénu!“
Pokud se pilota používá k přenosu zatížení na okolní zeminu třením, nazývají se třecí piloty. Větší délka piloty znamená větší schopnost přenášet zatížení do okolní půdy. Třecí piloty se používají v případech, kdy je třeba přenést do zeminy menší zatížení a kdy není ekonomické nebo proveditelné prodloužit pilotu až do hutné vrstvy zeminy. V současné době se pro základy nových domů často používají betonové třecí piloty, protože jsou mnohem stabilnější než patky.
Základy jsou jednou z nejdůležitějších součástí konstrukce budov. Je nešťastné, že zeminy, na které se přenáší zatížení budovy, mohou být v různých místech tak proměnlivé. Pro snížení rizik spojených se základy se vždy doporučuje, aby průzkum zemin provedl geotechnik. Ten bude schopen poskytnout dobré doporučení, jaké základy použít na základě typu půdy, na kterou narazíte. U většiny novostaveb, v závislosti na vaší jurisdikci, nebudete moci získat stavební povolení bez geotechnické zprávy nebo doporučení založeného na zkušenostech inženýrů.
Doufejme, že vám to poskytne základní znalosti o základech používaných k podepření budov, ve kterých žijete a které vidíte ve svém každodenním životě. Pokud se chcete dozvědět více o základech a dalších věcech souvisejících se stavebním inženýrstvím, neváhejte a přihlaste se do našeho kurzu základů stavebního inženýrství! Máte nějaké otázky týkající se základů? Neváhejte a zanechte komentář níže.
Chcete-li získat více informací o základech stavebního inženýrství, neváhejte si vzít našeho ultimátního průvodce zde!