Az aljzat tömörítésénél egy lakóépület esetében a következetesség, a minőség és a kivitelező jó gyakorlata kritikus fontosságú a beton repedezésének és a lakástulajdonos süllyedési problémáinak megelőzése érdekében.
A lakóépület kivitelezőjének biztosítania kell, hogy az építkezés kivitelezője elkerülje a kísértést, hogy rosszul készítse el az aljzatot. A rossz minőségű aljzat váratlan ülepedést és az alapozással szembeni vízfelhalmozódást eredményez, ami szivárgáshoz és az alapozás meggyengüléséhez vezet. A rosszul tömörített aljzat a járdák, feljárók és teraszok repedezéséért és süllyedéséért is felelőssé tehető. Végső soron a háztulajdonos viseli a javítási költségeket, különösen akkor, ha a süllyedés miatt a födémek a ház irányába mozgatják a vizet.
Az aljzat hibája
A Portland Cement Association szerint a nem megfelelően előkészített és rosszul tömörített aljzatból repedések, a födémek süllyedése és szerkezeti meghibásodás következhet. A lakossági felhasználású födémek esetében az ideális aljzatnak jól vízelvezetettnek, egyenletes teherbírásúnak, megfelelő tömörítési sűrűségűnek, megfelelő lejtésűnek, valamint gyeptől, szerves anyagoktól és fagytól mentesnek kell lennie.
Mi okozza az egyenetlen aljzatot egy lakossági projektben? Először is a kemény és sziklás talajjal kevert puha, instabil talaj jelenléte. Egy másik, a cikk későbbi részében tárgyalt ok lehet az alacsony területek feltöltése vagy a megfelelő tömörítés nélküli visszatöltés.
A sík, szilárd aljzat eléréséhez a puha vagy telített talajokat és köveket a kezdeti földmunkák során el kell távolítani. A földmunkák során a földet más területekről (vágás) nyomják be az alacsony területekre (feltöltés). Az alacsony területeken a tömörített feltöltéshez a talajnak ugyanolyan sűrűségűnek kell lennie, mint a vágott területeken.
Az alépítmény építésénél fontos, hogy a vállalkozók azonosítsák, mi a vágott és mi a töltés. A nehézgépek kezelői tudtukon kívül elmozdíthatják vagy összekeverhetik a vágott és a feltöltött anyagokat, ami azonossági problémákat okozhat a kettő között.
A projekt környezetétől és földrajzi elhelyezkedésétől függően az építők találkozhatnak olyan őshonos talajokkal, amelyek ideális szilárdságot biztosítanak egy födém alátámasztásához, amelyet aztán közvetlenül a talajra lehet helyezni. Sok területen azonban nehéz lehet a helyszínen olyan talajt találni, amely alkalmas a feltöltésként való felhasználásra.
Töltési alternatívák
A födémre épített alapozásnál az őshonos talajanyag alternatívája használható a szint helyreállítására. Ezek az importált töltések tartalmazhatnak szemcsés anyagokat, például homokot, kavicsot vagy zúzott követ. Ezek a nagy szilárdságú és vízáteresztő anyagok alacsony tömöríthetőséget biztosítanak, ami ideális egy födém alátámasztó rendszerhez.
“Hat hüvelyk jól osztályozott kavics vagy zúzottkő anyag megfelelően tömörítve jó eredményt ad” – mondta Mark Conrardy, a Wacker Corp. (Menomonee Falls, Wis) értékesítési mérnök menedzsere.
A megfelelő tömörítés esetén mind a natív talajok, mind az importált szemcsés anyagok jó alátámasztást biztosíthatnak. Meg kell azonban jegyezni, hogy a jó anyag használatával nem lehet kijavítani a rossz tömörítést.
“A födém alá helyezett szemcsés anyag lehet nyílt osztályozású, amely egyesek szerint öntömörödő. A homokot és más anyagokat tömöríteni kell” – mondja Chris Tull, a Concrete Consulting LLC (Fishers, Ind.) tulajdonosa.
Függetlenül attól, hogy alapozásról, járdáról, feljáróról vagy teraszról van szó, a natív talaj vagy szemcsés anyag nem helyezhető egyszerűen a feltöltött területre, majd betonnal borítható.
Kritikus, hogy a kivitelező megkövetelje az összes töltőanyag megfelelő emelésekben történő tömörítését, függetlenül attól, hogy natív talajról vagy szemcsés anyagról van szó, hogy sima, sűrű aljzatot biztosítson. Ha a töltőanyagot nem egyenletesen tömörítik, egyenetlen ülepedés következik be, ami repedésekhez vezet a betonban és tönkreteszi a munkát.
Tömörítési szükségletek
A talaj tömörítését az optimális nedvességtartalom közelében célszerű végezni az előírt sűrűségi szintek eléréséhez. Ez akkor a legvalószínűbb, ha a talaj frissen van kitermelve. A maximális tömörítés azelőtt lehetséges, hogy az anyag túlságosan kiszáradt volna, vagy olyan csapadékos időszakoknak lett volna kitéve, ahol a víz összegyűlhet. Ha a talaj tömörítése az osztályozási folyamat során vagy röviddel azt követően történik, kevesebb pórus van az anyagban, amely képes vizet felszívni.
A főként nagyobb építkezéseknél alkalmazott próbahengerezés egy olyan intézkedés, amely lehetővé teszi a kivitelezők számára annak megállapítását, hogy az aljzatot megfelelően tömörítették-e vagy sem. A nem stabil vagy nem megfelelően tömörített talajt úgy lehet azonosítani, hogy egy teljesen megrakott dömperrel vagy hasonló nehézgéppel áthajtanak a tömörített területen, hogy feltárják a talaj szokatlan mozgását vagy a gumiabroncsok feltűnően mély barázdáit.
Az alépítmény mért sűrűségének a lakóépületeknél a szabványos Proctor-sűrűség 90-95%-ának kell lennie. Ezt a sűrűséget az alépítmény jó nedvességtartalma mellett egy vibrációs lemezes tömörítővel vagy kalapáccsal végzett három-négy menet kombinációjával lehet elérni.
A tömöríthető feltöltőanyagokat általában úgy kell öntözni vagy “feldolgozni”, hogy a maximális tömörítés elérése érdekében végig körülbelül 12% nedvességet tartalmazzon.
Egyes feltöltőanyagok jó vízelvezető tulajdonságokkal is rendelkeznek, és felhasználhatók a födém alatti nedvességkoncentrációk elkerülésére.
A megfelelő nedvességszint az aljzatban nemcsak a tömörítést segíti, hanem csökkenti a víz kivérzését a betonlap aljából.
Azért, hogy a beton minél közelebb maradjon a tervezési szilárdságához, a formákat nedvesíteni kell, hogy a betonból ne szívódjon ki a víz.
Háttérkitöltés alapfalakhoz
A vállalkozók gyakran kérdezik, hogyan kell feltölteni az alapfalakat olyan területre, amely a beton síkfalazat alá kerül.
A beton síkfalazat alatti feltöltést az alapfalak mentén egyenletes méretű szemcsés anyaggal kell elvégezni. Egyes töltőanyagok, mint például a kerek kövek, például a borsókavics, általában öntömörödőek. “Azt javaslom, hogy nyílt szemcseméretű szemcsés anyagot használjunk” – mondja Tull.
A hézagos szemcseméretű aggregátumok lehetővé teszik, hogy az alapozás mentén jelenlévő víz lefelé haladjon a lefolyócsempékhez, és lefolyjon egy aknába, ahonnan a csapadékcsatornába szivattyúzható. Ez biztosítja, hogy a víz elvezetésre kerüljön az alapozástól. Az anyagot továbbra is tömöríteni kell az idővel bekövetkező ülepedés csökkentése érdekében. A födém alatti feltöltés felső 6-12 hüvelyknyi részét jól osztályozott kaviccsal vagy zúzott anyaggal kell feltölteni és tömöríteni.
“A falakat jellemzően az eltávolított földdel vagy szemcsés, nyíltan osztályozott anyaggal töltik fel” – mondja Tull.
A CFA Foundation Standard 8 szerint.3 Backfilling and Final Grading, “a visszatöltés nem kezdhető meg olyan alapfalon, amelyet úgy terveztek, hogy felül és alul oldalirányú alátámasztást kapjon, amíg az ilyen oldalirányú alátámasztás nem történik meg, vagy amíg a falat nem támasztották meg kellőképpen, hogy ellenálljon a visszatöltési anyag, a tömörítési folyamat és a visszatöltési művelet nyomásának. A feltöltést úgy kell elhelyezni, hogy a fal, a vízszigetelés vagy más munkák ne sérüljenek. A merevítés nem szükséges a kevesebb mint 4 lábnyi kiegyensúlyozatlan feltöltést tartó falak esetében.”
A végső lejtés tekintetében az összes alapfaltól legalább 1-2%-os lejtést kell biztosítani, vagy az épülettől távolodva lábanként ¼ hüvelyk lejtést kell biztosítani. A felszíni vizeket csapadékcsatornába vagy más gyűjtőhelyre kell elvezetni. Minden vízelvezető csatornát az épülettől távolabb kell elhelyezni. A telkeket úgy kell leosztályozni, hogy a felszíni víz az alapfalakon kívülre kerüljön. Ahol a telekhatárok, falak, lejtők vagy egyéb fizikai akadályok nem teszik lehetővé a legalább 2%-os lejtést, ott vízelvezető csatornákat vagy víznyelőket kell kialakítani az épülettől való elvezetés biztosítására. “Fontos, hogy elegendő lejtésű födém legyen ahhoz, hogy a telek a faltól távolodjon el” – mondja Tull.
A dőlésszög nyilvánvalóan szerepet játszik az aljzat előkészítésében is. Általában az a legjobb gyakorlat, ha a környező terepszintet a háztól távolabbra dönti, hogy a víz ne gyűljön össze az alapozással szemben. A víz összegyűjtése idővel szivárgást eredményez, és alááshatja az alapot, ami nedves pincéket eredményezhet.
A használandó berendezések
Az aljzat megfelelő előkészítéséhez a lakossági alkalmazáshoz a lemezes tömörítők és a döngölők az előnyben részesített berendezések. Conrardy szerint a rezgőlemezes tömörítőket és társaikat, a kalapácsot vagy az “ugró emelőt” zárt területeken kell használni az aljzat tömörítéséhez.
A rezgőlemezek azért jók a szemcsés anyagok tömörítésére, mert gyorsak és sík felületet hagynak maguk után. A sík, sima felület jó a síkmunkákhoz, mert a beton a kikeményedés során zsugorodni tud, anélkül, hogy az alapanyag korlátozná.
A 6-12 hüvelykes feltöltés tömörítéséhez legjobban bevált kalapácsokat agyagos talajok kezelésére tervezték, ahol az ütés nyíróerőket hoz létre, amelyek eltávolítják az agyagból a légüres tereket. Lakossági alkalmazásoknál a talajfeltöltésnél az ugródobbantók 6 hüvelyknyi talajfeltöltés biztonságos tömörítésére alkalmasak.
A lemezes tömörítőből származó magasabb frekvenciájú rezgés a részecskék mozgását kényszeríti ki, így a gravitáció hatására azok leülepednek. Ami a feltöltés mélységét illeti, a kisebb vibrációs lemezes tömörítők és döngölők jól működnek 6-12 hüvelyk talaj vagy szemcsés feltöltés esetén.
A minőség a kulcs
Az építők túl gyakran nem készítik elő megfelelően a betonalapok, járdák, felhajtók vagy teraszok aljzatát. A betonozási vállalkozó felelős azért, hogy a szemcsés háttöltés megfelelő tömörítést, sűrűséget és nedvességtartalmat kapjon a beton elhelyezése előtt. Egyes vállalkozók szerződésükben rögzítik, hogy ők felelősek az általuk elhelyezett töltőanyagok megfelelő tömörítéséért, de a mások által elhelyezett anyagokért nem. Az építtető felelőssége lesz annak biztosítása, hogy a betonozó vállalkozó érkezése előtt elhelyezett feltöltés megfelelően legyen elhelyezve és tömörítve. A tervezőknek meg kell határozniuk, hogy a feltöltőanyagokat is megfelelően kell beépíteniük.
Sajnos, ha a beton leülepedett és a hiba jeleit mutatja – akár 2 évvel, akár 20 évvel a betonozás után – repedések és süllyedés formájában, a lakástulajdonosnak kell fizetnie a javítási számlát. A legtöbbször a lakástulajdonos viszont a betonozási vállalkozót hibáztatja az aljzat meghibásodásáért.