Az épületalapok típusai & Hogyan osztják el a terheket
Amikor az átlagembernek az alapozás jut eszébe, valószínűleg az otthonuk pincefalai jutnak eszébe. Vagy arra a személyre gondolnak, aki minden évben ugyanabban az időpontban felhívja őket, hogy adományt kérjen… A pincefal vagy alapfal a szerkezetnek az a része, amely ellenáll az oldalirányú földnyomásból eredő terhelésnek, amelyet az ellene felépített talaj okoz, de az épületek terhelését is átadja a felette lévő szerkezetről lefelé az alatta lévő földre. Az épület terheinek a talajba történő átvitelére szolgáló alapozásnak két kategóriája van, a sekély és a mélyalapozás. A talaj típusa és annak körülményei segítenek a szerkezettervező mérnököknek meghatározni, hogy melyik típusú alapozás a legalkalmasabb egy adott szerkezethez.
A sekély alapozások gyakran találhatók enyhén terhelt szerkezetek, például egy ház vagy egy fészer alatt, és a földfelszínhez közel helyezkednek el. A sekély alapozásra példa a beton alapozás. A betonalapok az alapfalak és a belső oszlopok alatt helyezkednek el, és arra szolgálnak, hogy a fenti szerkezetből származó terhelést elég nagy területen terjesszék el, ami korlátozza az alatta lévő aljzat mozgását. A szükséges talpazat mérete az alatta lévő talaj típusától függ. Ha a talapzatot agyagra helyezik, sokkal nagyobbnak kell lennie, mintha alapkőzetre helyeznék, mivel az alapkőzetnek sokkal nagyobb a teherbírása.
A mélyalapok a környező körülményektől és a talaj típusától függően hajlamosak a mozgásra. Például Winnipegben, ahol én élek, a legtöbb ház alapja agyagra épül, amely megduzzad, amikor nedvességet vesz fel. A talaj duzzadásától a talaj megemelkedik, ami megemelheti az alapot, és a házban eltéréseket okozhat. Ha az eltérés minimális, akkor ez általában nem szerkezeti probléma, hanem inkább esztétikai probléma. Néha a mozgás olyan mértékű lehet, hogy az alaprendszer szerkezeti integritása veszélybe kerül, és javításra vagy cserére van szükség. Tekintse meg ezt a bejegyzést a sekély alapozás mozgásának és meghibásodásának néhány más okáról.
A sekély alapozás két másik típusa a sekély alapozás, amelyet az építkezésben használnak, és sokkal gazdaságosabb lehet, mint a mélyalapozás, ha a terhek nem túl nagyok, és a szerkezet elviseli a differenciális mozgást. A síkfödémmel kapcsolatos kockázatokkal jár, mivel fennáll a lehetősége annak, hogy az alatta lévő talaj zsugorodik és megduzzad, ami mozgást okozhat a födémben. Ha a tulajdonosnak megfelel a födém mozgása, akkor ez a födémtípus a leggazdaságosabb megoldás. Ha a födémre helyezett burkolatok és berendezések nem tűrik a mozgást, akkor gyakran strukturális födém használata ajánlott. A szerkezeti födém alatt üreg van, így az alatta lévő talaj duzzadása és zsugorodása nem befolyásolja a födémet. Ha a talajviszonyok nem ideálisak a sekély alapozáshoz, akkor mélyalapozást kell fontolóra venni.
Mélyalapozás gyakran található nagyobb épületek alatt, ahol a szerkezet súlya nagyon nagy, és ahol a szerkezet mozgása nem kívánatos. Ezek az alapozások jóval a földfelszín alatt adják át a terhelést a talajnak. A mélyalapok leggyakoribb típusa a cölöpök. A cölöpök hosszúak és karcsúak, és az épület terhelését a cölöp oldala és a környező talaj közötti súrlódás, valamint a cölöp alja és az alatta lévő talajrétegek közötti csapágyazás révén viszik át. A cölöpök készülhetnek acélból, fából vagy betonból. Az acélcölöpök gyakran melegen hengerelt I alakú szelvények vagy spirális csavarcölöpök. A fa cölöpök gyakran nagyméretű, nyomás alatt kezelt faelemek, amelyeket ideiglenes vagy állandó szerkezetekhez használnak. A betoncölöpök vagy tömör hatszög vagy kör alakúak, acélbetonozással megerősítve.
Néhányan azt gondolhatják, hogy az alapozás mélysége korrelál a talajba átvitt terhelés nagyságával, de ez általában nem így van. Ha a terhelések nagyon nagyok, a mélyalapokat a földfelszín alá telepítik, amíg egy erős/sűrű talajréteggel, például alapkőzet vagy glaciális talajréteggel nem találkoznak. Mindkettő nagyon nagy teherbíró képességgel rendelkezik, amelyet az olyan talajok, mint az agyag és a kavics nem tudnak biztosítani. Az erős/tömör talajrétegekig terjedő cölöpöket végtámasztó cölöpöknek nevezzük. E talajrétegek elhelyezkedése igen változatos lehet. Egy nagy építkezésen előfordulhat, hogy egy cölöp az építkezés egyik végén 50 láb mélyen a talajszint alatt lévő alapkőzetbe ütközik, míg a másik végén lévő cölöp akár 100 láb mélyen a talajszint alatt lévő alapkőzetbe ütközhet!
Ha egy cölöpöt arra használnak, hogy a terheket súrlódás útján átadja a környező talajnak, akkor ezeket súrlódási cölöpöknek nevezik. A nagyobb cölöphossz nagyobb képességet jelent a terheknek a környező talajba történő átvitelére. A súrlódási cölöpöket akkor használják, ha könnyebb terheket kell átadni a talajba, és ha nem gazdaságos vagy nem kivitelezhető a cölöpöt egészen a sűrű talajrétegig meghosszabbítani. Manapság az új házak alapozásához gyakran beton súrlódási cölöpöket használnak, mivel ezek sokkal stabilabbak, mint a lábazatok.
Az alapozás az épületek szerkezetének egyik legfontosabb eleme. Sajnálatos, hogy a talajok, amelyekre az épület terhei átadódnak, helyenként annyira eltérőek lehetnek. Az alapozással kapcsolatos kockázatok csökkentése érdekében mindig ajánlott geotechnikai mérnökkel talajvizsgálatot végeztetni. Ők jó ajánlást tudnak adni arra vonatkozóan, hogy a talaj típusa alapján milyen alapokat kell használni. A legtöbb új épület esetében a joghatóságtól függően nem kaphat építési engedélyt geotechnikai jelentés vagy mérnöki tapasztalaton alapuló ajánlás nélkül.
Remélhetőleg ez ad némi alapismeretet az épületek alátámasztására használt alapokról, amelyekben Ön él, és amelyeket a mindennapokban lát. Ha többet szeretne megtudni az alapozásról és más, a szerkezetépítéssel kapcsolatos dolgokról, bátran iratkozzon fel a szerkezetépítés alapjairól szóló tanfolyamunkra! Kérdése van az alapozással kapcsolatban? Nyugodtan hagyjon megjegyzést alább.
Ha további információkra van szüksége a szerkezetépítés alapjairól, bátran vegye meg itt a Végső útmutatót!