Kun kyseessä on alapohjan tiivistäminen asuinkohteessa, johdonmukaisuus, laatu ja urakoitsijan hyvät käytännöt ovat ratkaisevia, jotta voidaan välttää betonin halkeilua ja huolta asunnonomistajalle aiheutuvista vajoamisongelmista.
Asunto-urakoitsijan on huolehdittava siitä, että työmaan rakentaja välttää kiusausta valmistella alapohja huonosti. Huonolaatuinen pohjarakenne johtaa odottamattomaan laskeutumiseen ja veden kerääntymiseen perustusta vasten, mikä johtaa suotautumiseen ja perustuksen heikkenemiseen. Huonosti tiivistetty pohjarakenne voi myös olla syynä jalkakäytävien, ajoteiden ja terassien halkeiluun ja vajoamiseen. Viime kädessä korjauskustannukset lankeavat kodinomistajan maksettaviksi, erityisesti silloin, kun vajoaminen aiheuttaa sen, että laatat siirtävät vettä talon suuntaan.
Alustan pettäminen
Portland Cement Associationin mukaan halkeamat, laatan vajoaminen ja rakenteellinen pettäminen voivat olla seurausta puutteellisesti valmistellusta ja huonosti tiivistetystä alustasta. Kun kyseessä on asuinrakentamiseen tarkoitettu maanvarainen laatta, ihanteellisen pohjamaan tulisi olla hyvin salaojitettu, sillä tulisi olla tasainen kantavuus, sen tulisi saavuttaa sopiva tiivistymistiheys, sillä tulisi olla oikea kaltevuus ja sen tulisi olla vapaa nurmikosta, orgaanisesta aineksesta ja pakkasesta.
Mikä aiheuttaa epätasaisen pohjamaan asuinrakennushankkeessa? Ensinnäkin pehmeän, epävakaan maaperän sekoittuminen kovaan ja kiviseen maaperään. Toinen syy, jota käsitellään myöhemmin tässä artikkelissa, voi olla matalien alueiden täyttäminen tai taustatäyttö ilman riittävää tiivistämistä.
Tasaisen ja lujan alustan aikaansaamiseksi pehmeät tai kyllästyneet maat ja kivet on poistettava alkuperäisen kaivutyön aikana. Kaivun aikana maa-ainesta työnnetään matalille alueille (täyttö) toisilta alueilta (leikkaus). Jotta matalien alueiden täyttö saadaan tiivistettyä, maa-aineksen tiheyden on oltava sama kuin leikatuilla alueilla.
On tärkeää, että urakoitsijat tunnistavat, mikä on leikattua ja mikä täyttöä, kun alapohjaa rakennetaan. Raskaiden työkoneiden kuljettajat voivat tietämättään siirtää tai sekoittaa leikattuja ja täytemateriaaleja, jolloin näiden kahden materiaalin välille syntyy identiteettiongelmia.
Ympäristöstä ja hankkeen maantieteellisestä sijainnista riippuen rakentajat voivat kohdata alkuperäisiä maaperiä, jotka tarjoavat ihanteellisen lujuuden laatan tukemiseen, jolloin laatta voidaan sijoittaa suoraan maaperän päälle. Monilla alueilla voi kuitenkin olla vaikeaa löytää paikan päällä täyttöön soveltuvaa maa-ainesta.
Täyttövaihtoehtoja
Laattojen perustuksissa voidaan käyttää vaihtoehtoa alkuperäiselle maa-ainekselle tason palauttamiseksi. Tällaisia maahantuotuja täytteitä voivat olla rakeiset materiaalit, kuten hiekka, sora tai sepeli. Näiden lujien ja läpäisevien materiaalien kokoonpuristuvuus on alhainen, mikä on ihanteellista laatan tukijärjestelmän kannalta.
”Kuusi tuumaa hyvin lajiteltua soraa tai murskattua kiviainesta oikein tiivistettynä antaa hyvän tuloksen”, sanoo Mark Conrardy, Wacker Corp:n myynti-insinööripäällikkö Mark Conrardy, Menomonee Falls, Wis.
Oikein tiivistettyinä sekä natiivit maa-ainekset että maahantuodut granulaariset materiaalit voivat tarjota hyvän tuen. On kuitenkin huomioitava, että hyvällä materiaalilla ei voida korjata huonoa tiivistymistä.
”Laatan alle sijoitettava rakeinen materiaali voi olla avoimesti lajiteltua, minkä jotkut uskovat olevan itsestään tiivistyvää. Hiekka ja muu materiaali on tiivistettävä”, sanoo Chris Tull, Concrete Consulting LLC:n omistaja, Fishers, Ind.
Olipa kyse sitten perustuksesta, jalkakäytävästä, ajoväylästä tai terassista, natiivia maa-ainesta tai rakeista materiaalia ei voida yksinkertaisesti sijoittaa täyttöalueelle ja peittää sen jälkeen betonilla.
On kriittisen tärkeää, että urakoitsija vaatii kaikkien täyttömateriaalien tiivistämistä kunnollisiin nostokorkeuksiin riippumatta siitä, onko kyseessä natiivi maa-aines vai rakeinen materiaali tasaisen ja tiiviin pohjamaan aikaansaamiseksi. Jos täyttömateriaalia ei tiivistetä tasaisesti, syntyy epätasaista laskeutumista, mikä johtaa halkeamiin betonissa ja tuhoutuneeseen työhön.
Tiivistystarpeet
Suosituksena on tiivistää maa-aines lähelle optimaalista kosteuspitoisuutta vaaditun tiheystason saavuttamiseksi. Tämä tapahtuu todennäköisimmin, kun maa-aines on vastakaivettua. Tiivistäminen on mahdollista parhaalla mahdollisella tavalla ennen kuin materiaali on kuivunut liikaa tai altistunut sadejaksoille, jolloin vesi voi kerääntyä. Jos maa-aines tiivistetään maansiirtoprosessin aikana tai pian sen jälkeen, materiaalissa on vähemmän huokosia, jotka voivat imeä itseensä vettä.
Periaatteessa sitä käytetään suuremmissa rakennustyömaakohteissa, ja sen avulla urakoitsijat voivat todeta, onko pohjamaa tiivistetty riittävästi. Epävakaa tai epäasianmukaisesti tiivistetty maa-aines voidaan tunnistaa ajamalla täyteen lastatulla kippiautolla tai vastaavalla raskaalla kalustolla tiivistetyn alueen yli, jolloin voidaan havaita epätavallisia maaperän liikkeitä tai huomattavan syviä rengasjälkiä.
Rakennuskohteessa käytettävän pohjamaan mitatun tiheyden tulisi olla 90-95 % Standard Proctor Density -arvosta. Tämä tiheys voidaan saavuttaa käyttämällä kolmen tai neljän läpimenon yhdistelmää tärylevytiivistimellä tai rammerilla, minkä lisäksi pohjamaan kosteuspitoisuus on hyvä.
Todennäköisesti tiivistettävä täyttö tulisi kastella tai ”käsitellä” siten, että se sisältää kauttaaltaan noin 12 % kosteutta, jotta saavutetaan maksimaalinen tiivistyminen.
Joidenkin täyttömateriaalien kuivatusominaisuudet ovat myös hyvät, ja niitä voidaan käyttää, jotta vältetään kosteuskeskittymät laatan alla.
Kunnollinen kosteus alapohjassa ei ainoastaan auta tiivistämisessä, vaan se myös vähentää veden ulosvuotamista betonialustasta.
Jotta betoni pysyisi mahdollisimman lähellä suunnittelulujuuttaan, muotit olisi kostutettava, jotta vesi ei imeytyisi betonista.
Pohjarakenteiden taustatäyttö
Rakentajat kysyvät usein, miten pohjarakenteiden seinien taustatäyttö tehdään alueelle, joka päätyy betonisen tasotäytön alapuolelle.
Betonisen tasotäytön taustatäyttö pohjarakenteiden alla pohjarakenteiden seinien varrella olisi tehtävä tasakokoisella rakeisella materiaalilla. Jotkin täyttömateriaalit, kuten pyöreät kivet, kuten hernesora, tiivistyvät yleensä itsestään. ”Suosittelen, että käytetään avointa rakeista materiaalia”, Tull sanoo.
Välirakenteiset kiviainekset mahdollistavat sen, että perustuksen varrella oleva vesi pääsee kulkeutumaan salaojalaattoihin ja valumaan valuma-altaaseen, josta se voidaan pumpata sadevesiviemäriin. Näin varmistetaan, että vesi johdetaan pois perustuksesta. Materiaali on silti tiivistettävä, jotta voidaan vähentää ajan myötä tapahtuvaa laskeutumista. Laatan alla olevan täytön ylimmät 6-12 tuumaa on täytettävä ja tiivistettävä hyvin lajitellulla soralla tai murskatulla materiaalilla.
”Seinät täytetään tyypillisesti poistetulla maa-aineksella tai rakeisella, avoimesti lajitellulla materiaalilla”, sanoo Tull.
CFA Foundation Standard 8.3 Backfilling and Final Grading, ”taustatäyttöä ei saa aloittaa sellaisen perusmuurin kohdalla, joka on suunniteltu tuettavaksi sivusuunnassa ylä- ja alapuolelta, ennen kuin tällainen sivutuki on paikallaan tai ennen kuin seinä on riittävästi tuettu kestämään täyttömateriaalin, tiivistämisprosessin ja taustatäyttöoperaation aiheuttamat paineet. Täyttö on tehtävä siten, että seinä, vedeneristys tai muu työ ei vaurioidu. Tukemista ei vaadita seiniltä, jotka tukevat alle neljä jalkaa epätasapainoista täyttömateriaalia.”
Loppusorauksen osalta on huolehdittava siitä, että kaltevuus on vähintään 1-2 % tai ¼ tuumaa jokaista jalkaa kohden rakennuksesta poispäin. Pintavedet on johdettava sadevesiviemäriin tai muuhun keräyspisteeseen. Kaiken viemäröinnin on oltava kaltevaa rakennuksesta poispäin. Tontit on porrastettava siten, että pintavedet valuvat poispäin perusmuurista. Jos tonttirajat, seinät, rinteet tai muut fyysiset esteet estävät vähintään 2 prosentin kaltevuuden, viemärit tai kourut on asennettava salaojien tai viemäriviemäreiden käyttöön, jotta varmistetaan salaojitus poispäin rakenteesta. ”On tärkeää, että laatan kaltevuus on riittävä, jotta tontti valuu poispäin seinästä”, Tull sanoo.
Kaltevuudella on selvästi merkitystä myös alustan valmistelussa. Yleensä paras käytäntö on kallistaa ympäröivä maapohja poispäin talosta, jotta vesi ei keräänny perustusta vasten. Veden kerääntyminen johtaa ajan mittaan suotautumiseen ja voi heikentää perustusta, mikä johtaa märkiin kellareihin.
Käytettävät laitteet
Alustan kunnolliseen valmisteluun asuinrakennuskohteessa suositeltavia laitteita ovat lautastiivistimet ja jyrät. Conrardyn mukaan tärylevytiivistimiä ja niiden vastineita, rammeria tai ”hyppytunkkia”, tulisi käyttää suljetuissa tiloissa alustan tiivistämiseen.
Tärylevyt ovat hyviä rakeisten materiaalien tiivistämiseen, koska ne ovat nopeita ja jättävät pinnan tasaiseksi. Tasainen, sileä pinta on hyvä tasotöitä varten, koska betoni voi kutistua kovettuessaan ilman, että pohjamateriaali rajoittaa sitä.
Rampperit, jotka toimivat parhaiten 6-12 tuuman täytön tiivistämisessä, on suunniteltu käsittelemään savimaita, joissa isku synnyttää leikkausvoimia, jotka poistavat savesta ilmahuokosia. Asuintalojen maantäytöissä hyppytunkilla voidaan turvallisesti tiivistää 6 tuumaa maantäyttöä.
Levytiivistimen korkeamman taajuuden tärinä pakottaa hiukkaset liikkeelle, jolloin painovoima saa ne asettumaan paikoilleen. Täyttösyvyyden osalta pienemmät tärylevytiivistimet ja jyrät toimivat hyvin 6-12 tuuman maaperän tai rakeisen täytön tiivistämiseen.
Laatu on avainasemassa
Aivan liian usein rakentajat eivät valmistele riittävästi pohjarakennetta betoniperustuksia, jalkakäytäviä, ajoväyliä tai terasseja varten. Betoniurakoitsijan vastuulla on varmistaa, että rakeinen taustatäyttö saa asianmukaisen tiivistyksen, tiheyden ja kosteuden ennen betonin asentamista. Jotkut urakoitsijat määrittelevät sopimuksissaan, että he ovat vastuussa sijoittamiensa täyttömateriaalien asianmukaisesta tiivistämisestä, mutta eivät muiden sijoittamien materiaalien. Rakennuttajan vastuulle jää varmistaa, että ennen betoniurakoitsijan saapumista sijoitettu täyttö on sijoitettu ja tiivistetty asianmukaisesti. Suunnittelijoiden olisi määriteltävä, että myös täyttömateriaalit on asennettava asianmukaisesti.
Valitettavasti, kun betoni on asettunut paikoilleen ja osoittaa vikaantumisen merkkejä – olipa kyseessä sitten 2 vuoden tai 20 vuoden kuluttua asentamisesta – halkeamien ja vajoamisen muodossa, asunnonomistaja joutuu maksamaan korjauslaskun. Useimmiten asunnonomistaja puolestaan syyttää betoniurakoitsijaa alustan pettämisestä.