Který základ je lepší na jílovité půdě: výběr a konstrukce

Pokud jsou přijata opatření na ochranu proti zvednutí, otázka výběru základu pro stavbu na jílovité půdě se pro majitele příměstské oblasti stává irelevantní (pouze z hlediska mrazu, samozřejmě). Minimální rozpočet stavby bude zajištěn volbou šroubových pilot nebo vrtaných pilot v bednění z polymerových trubek. Mřížka na sloupech nebo mělký základ bude stát více, zatímco deska nebo zapuštěný pásový základ zajistí maximální náklady.

Vlastnosti jílovitých půd

Hlavním problémem při navrhování budovy na hlinité půdě je mrazové zvednutí. Odstavec 5.9 souboru pravidel SP 22.13330 z roku 2016 však specifikuje opatření ke snížení vlivu deformací v zeminách na železobetonové konstrukce určené pro použití v zemině.

Princip mrazového zvedání je následující:

• půdy obsahují jílovité částice, které jsou nasycené vlhkostí (déšť, podzemní voda, voda z tání, odpadní voda);
• v zimě zamrzne do určité hloubky (v různých oblastech není stejná);
• voda v hliněných vločkových čočkách zvětší svůj objem o 9 %;
• půdy mají tendenci vytlačovat železobetonové konstrukce, které se v nich nacházejí;
• nebo je převrátit při působení síly na boční plochy pilířů, pásů nebo pilot.

Pozor! Nejnebezpečnější složkou procesu bobtnání je vlhkost, protože při nasycení vlhkostí se i písek vzdouvá, pak přichází mráz, nebo spíše mrznutí; při absenci mrazu žádná půda nenabobtná. Půdy samotné se nevzdouvají; k tomu dochází, když jsou přítomny dvě složky: mráz a voda.

Klasickými způsoby ochrany před mrazem jsou následující technologie:

• odvodnění – instalace okruhu děrovaných vlnitých trubek po obvodu základu umožňuje shromažďování a gravitační odvod vlhkosti do podzemní nádrže;
• nahrazení jílovitých zemin nekovovým materiálem – odstraní se přírodní zemina pod základnou pásu, desky nebo pilíře, vytvoří se podvrstva drceného kamene, písku o tloušťce 40-80 cm (bez drenáže to při nasycení vodou nebude fungovat);
• izolace slepého prostoru a suterénu – používá se pouze pro deskové a pásové základy, umožňuje eliminovat zamrzání zachováním geotermálního tepla podpovrchu;
• zásyp – stejnými inertními materiály, jaké byly použity pro podkladní vrstvu (písek, drť), umožňuje eliminovat tažné síly od tangenciálního zatížení na boční plochy pilířů a pásů.

Jíly a hlíny mají standardně vysokou návrhovou odolnost vůči kompozitním zatížením z budovy. Proto problém smršťování zcela chybí. Otázka výběru nadace se rozhoduje z hlediska dostupného rozpočtu a potřeby suterénu.

Jak určit jílovitou půdu

Po výběru typu základu (hluboký pás pro suterén, mělký základ pro zděnou chatu, pilíře pro srub, piloty pro dům ve svahu) je třeba objednat geologické průzkumy lokality nebo si to udělat sami.

Obsah jílu na staveništi je možné určit bez laboratorního rozboru:

• hlína se valí do tenkého provazu a koule z ní vyrobená při stlačení prsty prakticky nepraská;
• hlínu lze svinout do silného lana (od 1 cm); při stlačení kuličky se na ní vytvoří drobné trhlinky.

Žádné z výše uvedených opatření nelze provést s písčitou hlínou, tím méně pískem.

Poté je nutné naplánovat soubor prací, aby se zabránilo otokům v závislosti na zvoleném základu:

• pilíře – pouze pod bodem mrazu, odvodnění po obvodu v úrovni podešve, prohlubeň pro každý pilíř, tloušťka zásypové vrstvy ze všech stran od 40 cm, slepá plocha izolována pouze pro nízkou mříž;
• páska – celá řada podobných děl;
• deska – izolace slepé oblasti nad drenáží.

Pozor! U pilotových základů se závěsnou mříží lze všechna výše uvedená opatření zcela vyloučit. Pokud jsou vrtané piloty zabetonovány do bednění z polyetylenové trubky, lze ignorovat tangenciální vztlakové síly, zemina nemůže vytáhnout konstrukci kvůli hladkým vnějším stěnám, při výpočtech je však nutné počítat s tím, že únosnost pilot se sníží ztrátou bočních ploch, což znamená, že bude nutné je instalovat častěji. Obdobně je tomu u šroubových pilot, u kterých se při návrhu také neberou v úvahu těžné síly.

Jaké základy lze postavit?

Jsou-li dodržena doporučení SP 22.13330, a to i na vysoce zvednutých půdách, je povolena výstavba jakéhokoli typu základů. U možností s malou hloubkou je nutné zvýšit tloušťku podkladové vrstvy. Sinusy hlubokých pásových základových jam a sloupových základů by měly být vyplněny inertními materiály, které standardně neobsahují jíl. U nízkých roštů je třeba ponechat technologickou mezeru 20–40 cm mezi terénem a trámy, chráněné po stranách plechovými materiály, u hlav pilot.

Základ desky

Výhodou plovoucí desky je co největší nosná plocha. Nosnost je standardně zajištěna, toto provedení se bez problémů vyrovnává s nerovnoměrnými zvedácími silami. Stavba základové desky na hlíně by však měla být doplněna několika opatřeními:

• podvrstva písku a drceného kamene;
• prstencová drenáž z děrované vlnité trubky v geotextilii;
• zateplení slepého prostoru na šířku 0,6 – 1,2 m.

Tepelné ztráty přes desku, která je zároveň podlahou na zemi, jsou nevyhnutelné. To však umožňuje udržovat kladnou teplotu pod celou podrážkou. Vodorovná vrstva extrudovaného pěnového polystyrenu EPS zabraňuje promrzání jílovité zeminy přilehlé k domu a odvodnění odvádí vlhkost.

Dochází k úpravě základové desky USHP (zateplená švédská deska), ve které je pod železobetonovou konstrukci položen pěnový polystyren. Švédská izolovaná deska má v horní části vyhřívaný obrys podlahy. V tomto případě nedochází k tepelným ztrátám železobetonem. Izolace však zachovává geotermální teplo podpovrchu a promrzání pod domem je také nemožné. Izolace slepého prostoru je v každém případě nutná.

Stuha pásu

Pokud zákazník požaduje využitelnou suterénní podlahu, standardně se volí zapuštěný pásový základ. V tomto případě je prakticky jedno, zda se stavba provádí na hlinitých nebo písčitých půdách. V hloubkách pod bodem mrazu nedochází k otoku pod podrážkou. Podkladní vrstva má minimální tloušťku 20 cm a slouží výhradně k vyrovnání dna jámy.

Hluboce položená páska má však obrovskou plochu vnějších povrchů:

• V zimě jsou podzemní stěny ze všech stran utlačeny bobtnající zeminou;
• Vnitřní prostory neumožňují vnitřní zásyp, který by kompenzoval tlak zeminy.

Pás se proto vyrábí širší (od 40 do 60 cm), dutiny jámy se vyplní pískem, drtí, pískem a štěrkem, aby byla zajištěna minimálně 40 cm vrstva v blízkosti nosných konstrukcí.

Naopak u pásek MZLF s malou hloubkou je plocha bočních ploch minimální a tangenciální síly bobtnání prakticky neexistují. Nerovnoměrné nabobtnání půdy pod podrážkou je však jasně viditelné. Proto se technologie konstrukce poněkud mění:

• vysoce kvalitní drenáž na úrovni podešve MZLF;
• zateplení slepé oblasti + zateplení vnějších okrajů pásu (základny);
• zvýšení tloušťky podkladní vrstvy na 60–80 cm pod betonovým podkladem.

Pozor! Odborníci nedoporučují používat štěrbinové základy, ve kterých je podzemní část pásky MZLF zalita do zemního bednění.

Důvodů je několik:

• příkop s nerozpadajícími se stranami lze kopat pouze v hlíně;
• není možné vytvořit dokonale ploché stěny v zemi, takže přilnavost k půdě bude maximální;
• Během zmrazování nevyhnutelně dojde k vážným tahovým zatížením.

Navíc při nalévání do výkopu je obtížnější zajistit těsnost hydroizolační vrstvy. Při pokládání výztužných rámů na fólii položenou ve štěrbinovém základu jsou nevyhnutelné propíchnutí a roztržení. V tomto případě můžete použít extrudovanou polystyrenovou pěnu jako trvalé bednění, které ji připevní ke stěnám příkopu (vhodné pouze pro jílovité půdy, protože jiné půdy se mohou snadno rozpadat v nejnevhodnějším okamžiku).

pilotové založení

Ideální možností pro složitou geologii a terén lokality je vybudování základu z pilot a mříží. Bez ohledu na složení půdy piloty pronikají vzdouváním, nestabilními horizonty a spočívají na vrstvě s vysokou únosností.

Se zavěšeným roštem není možné ohřívat půdu pod budovou a není potřeba akumulovat geotermální teplo. Vzhledem k malému průměru šroubových pilot se obvykle nebere v úvahu vytahovací síly. Konstrukce z vrtaných pilot jsou výrazně tlustší, ale pro betonáž lze jako bednění použít dokonale hladkou polyetylenovou trubku. Když se půda nadzvedne, sklouzne po jejím povrchu, aniž by došlo k poškození základových konstrukcí.

Nadace sloupce

Nejnebezpečnějšími silami pro pilíře jsou síly převrácení, ke kterým dochází při bobtnání. Částečně jsou kompenzovány mřížkou, která dodává konstrukci prostorovou tuhost. Kromě toho stavba sloupcového základu na zvednutých půdách nutně zahrnuje následující opatření:

• prohloubení pod bod mrazu – zbavení se otoku pod podrážkou;
• vyplnění dutin nekovovým materiálem – eliminace tažných a překlápěcích zátěží;
• nízká mříž + podlaha na zemi – umožňuje udržet geotermální teplo pod budovou + teplá slepá plocha – vodorovná vrstva po obvodu v hloubce 30 – 40 cm a šířce 60 – 120 cm;
• drenáž – odstranění přebytečné vlhkosti z železobetonových konstrukcí.

Pozor! Stavba sloupového základu na hlíně je nejspolehlivější možností ze všech existujících.

Na jílovitých půdách lze tedy v případě potřeby postavit jakýkoli základ, který předepsanými technologiemi zabrání mrazu. Nejoblíbenější jsou MZLF, desky, pilotové rošty; štěrbinové a sloupové základy se nejlépe nepoužívají.