Sloupový základ – výpočet a konstrukce.

Při výstavbě jakékoli budovy na předměstském místě často vyvstává otázka, který typ nadace je ziskovější a ekonomičtější. Před výběrem základu pro plánovanou stavbu byste se měli rozhodnout o jeho velikosti, hmotnosti a okamžitém účelu.

• Popis a vlastnosti
• druhy
• Zahájení stavebních prací
• Etapy výroby pilířů

Jedním z nejběžnějších a cenově dostupných je pásová základna, která se docela hodí pro kvalitní dvoupatrový dům. V případě, že plánovaná stavba je lehká, jednopatrová, určená pro potřeby domácnosti nebo lázeňského domu, nejlepším řešením by byl sloupový základ.

Popis a vlastnosti

Samotná konstrukce podpěrného sloupu se skládá z betonových nebo trámových podpěr, na které bude následně umístěn rošt. Mříž je horní část základu pro budoucí budovu, která rovnoměrně rozkládá zatížení celé konstrukce.

Možnost podpůrného sloupce má řadu významných výhod:

• při jeho stavbě se spotřebuje podstatně méně materiálu, přibližně dvakrát;
• minimální množství stavebních materiálů vede ke snížení nákladů na instalaci samotné základny;
• Téměř každý vlastník pozemku může samostatně postavit opěrné pilíře;
• nebude zapotřebí žádné speciální vybavení ani další stavební vybavení;
• čas potřebný k dokončení základových prací je minimální – přibližně 2-3 dny;
• konstrukce předpokládá mělkou hloubku pokládky – až do úrovně zamrznutí půdy; když půda začne bobtnat, základna se zvedne s ní;
• tato varianta vyžaduje minimum hydroizolace, což také vede ke snížení nákladů na stavbu.

Tento typ základů má také své nevýhody:

• Pro jeho použití je vhodná pouze tvrdá půda, takže veškerý výzkum související s analýzou půdy by měl být proveden jako první;
• pokud se dům nachází na kopci a nepřiléhá těsně k zemi, pak není výstavba suterénu nebo suterénu možná.
• základ tohoto typu může podporovat pouze budovy určité hmotnosti – budete muset vážně přistupovat k otázce konstrukčních výpočtů;
• Je nutná dodatečná izolace podlahy.

druhy

Pro výrobu podpěr se tradičně používají materiály, jako jsou:

Na základě hloubky základu se dělí na několik typů:

• Nepohřbený – opěrné pilíře v zásadě nezasahují hluboko do země;
• Mělký – sloupy jsou mírně hlubší, přibližně 0,7 z celkové hloubky zamrzání;
• pohřben – podpěrné sloupy jsou instalovány v úrovni mrazové hloubky, v některých případech i níže.

Výběr jednoho nebo druhého základu závisí na půdě a úrovni jejího zamrznutí se výpočty obvykle provádějí na základě klimatické zóny, ve které se budova nachází.

Podle způsobu výstavby se sloupové základy dělí na:

• Monolitický – tento typ se nazývá, když se do připraveného podkladu nalije cement.
• Vyrobeno – možnost, ve které je podpěra sestavena z cihelných bloků nebo sutinového betonu, je považována za nejméně stabilní, protože pokládání bloků zahrnuje přítomnost švů a dutin uvnitř.

Pokud jde o průřez pilířů, který se používá k instalaci základu takového plánu, existují tři formy: kulaté, čtvercové a obdélníkové. Pokud je půda poměrně hustá a do díry se příliš nerozpadá, pak má smysl zvolit kulatou variantu. Čtvercové bednění se pod něj nevejde, takže stěny lze jednoduše pokrýt hydroizolací a vyplnit cementem. Tento průřez podpěr je vhodný v tom, že díru pro ně lze vykopat s minimální fyzickou námahou a pomocí improvizovaných prostředků.

Zahájení stavebních prací

Stojí za to zahájit výkopové práce označením území a určením hranic nadcházející struktury. Umístění pilířů se počítá každý 2-3 metru s povinnou přítomností v rozích domu a na křižovatce stěn konstrukce. Výpočet základů pro dům se provádí pomocí speciálních stavebních vzorců, které berou v úvahu výšku a hmotnost budovy, materiál použitý pro založení, tvrdost půdy a další ukazatele.

Než začnete kopat otvory pro podpěry, je nutné odstranit horní vrstvu půdy, ve které jsou zachována semena a kořeny rostlin. Vzhledem k tomu, že návrh zahrnuje sluneční záření dopadající na půdu pod budovou, měla by být vyloučena jakákoli možnost klíčení trávy. K tomu je půda ošetřena herbicidními roztoky a poté pokryta vrstvou drceného kamene nebo jiného materiálu, který neumožňuje průchod slunečního světla.

Etapy výroby pilířů

1. Po vykopání děr požadované hloubky se na dno každé z nich položí pískový a štěrkový polštář, zhutní se a naplní vodou. Nahoru můžete položit polyethylen nebo střešní lepenku – to zabrání dalšímu pronikání vlhkosti z cementu do půdy.
2. Poté se nainstaluje bednění. K tomu se používají desky o tloušťce 1.5-2 cm. Je třeba je naklepat do krabic a umístit do otvoru, nejprve navlhčit vodou. To je nutné, aby se beton nevsákl do dřeva a bednu bylo možné po dokončení všech prací snadno demontovat.
3. Dále je instalován výztužný rám, který se skládá z kovových tyčí o průměru 10-12 mm. Musí být dostatečně dlouhé, aby po instalaci a zalití vyčnívaly nad zem. 30-40 cm.
4. Poté se nalije beton. Proces probíhá v několika fázích – vrstvy se nalévají jedna po druhé, každá 20-30 cm. Poté se cement promíchá tak, aby nezůstaly žádné dutiny. Aby se zabránilo švům a získalo se monolitické řešení, postup se provádí co nejrychleji. Přítomnost švů může vést k oslabení struktury.
5. Když beton ztuhne a zaschne, přejdou do fáze instalace mřížky. K jeho výrobě budete potřebovat monolitické bednění, do kterého se postupně pokládá písek, výztužná klec a nalévá se beton. Pokud je půda dostatečně tvrdá a stabilní a požadavky na tepelnou izolaci v budově nejsou tak přísné, můžete se obejít bez instalace mříže.

Položení základů je důležitou a vážnou etapou při výstavbě dřevěných konstrukcí.. Pro správný výběr se poraďte s odborníky v tomto oboru nebo si stavbu objednejte u prověřené a spolehlivé firmy.

Název „sloupový základ“ mluví sám za sebe. Jedná se o základ sestávající z několika pilířů zakopaných v zemi v určitém pořadí a spojených do jednoho rámu pomocí dřevěného (někdy kovového) rámu nebo železobetonového roštu.

Sloupové základy se používají hlavně pro stavbu dřevěných (dřevěných, srubových) nebo rámových domů (ne více než 2 podlaží), lázeňských domů, verand a dalších hospodářských budov, jakož i plotů a kamenných plotů. Méně často se na nich staví stěny jednopatrových domů z lehkých kamenných materiálů (lehčený beton apod.), jejichž měrná hmotnost nepřesahuje 1000 kg/m³. Na takových základech není vhodné stavět těžší domy z důvodu relativně nízké pevnosti pilířů a nedostatečně velké celkové plochy základny.

Nejdůležitější kontraindikací pro výběr sloupcového základu je vysoká hladina podzemní vody. Nemělo by být dovoleno přiblížit se ke dnu sloupů blíže než 50 cm. Kromě toho musí být pilíře položeny hlouběji než vrstva úrodné nestabilní organické půdy.

Výhodou sloupového základu je úspora peněz a mzdových nákladů díky snížení objemu výkopových a betonářských prací a také vysoká rychlost výstavby nulového cyklu. Hlavní nevýhodou je nepředvídatelné chování jednotlivých základových pilířů s lehkovážným přístupem developera ke studiu vlastností zeminy na místě. To platí zejména pro základy bez monolitického roštu.

Nejčastější chybou soukromých vývojářů při stavbě sloupového základu je nedostatek jakéhokoli, byť přibližného výpočtu. Počet sloupů, stejně jako plocha jejich základen, jsou převzaty „ze stropu“. Téměř všechna staveniště říkají totéž – umístěte pilíře do rohů a na křižovatky stěn, v případě potřeby přidejte další na dlouhé stěny tak, aby vzdálenost mezi nimi byla od 1,5 do 2,5 metru. Tohle je normální pomazánka! Navíc o ploše základny není skoro nikde ani slovo. Ale jsou to právě tyto ukazatele, které určují, zda váš dům zůstane stát, nebo se časem začne kroutit a sedat.

Výpočet základu sloupu

I) Nejprve je nutné prozkoumat místo pro budoucí výstavbu. To je podrobně popsáno v článku „Stanovení vlastností zemin na staveništi“. Kromě toho, co je tam uvedeno, je nutné poznamenat následující: po rozhodnutí vybudovat sloupový základ je nutné provést zkušební vrtání 0,5-0,6 metru pod předpokládanou hloubkou pilířů. Pokud pod nosnou půdou narazíte na vrstvu vodou nasycené měkké zeminy (rychlopísek), je lepší sloupový základ opustit, protože pilíře pod zatížením mohou jednoduše proříznout nosnou půdu a selhat.

II) Druhým krokem bude určení zatížení, které bude dům a jeho základ vyvíjet na nosnou půdu, jinými slovy výpočet hmotnosti domu. Přibližné hodnoty měrné hmotnosti pro jednotlivé konstrukční prvky jsou uvedeny v následující tabulce:

Poznámky:

1) Když je úhel sklonu sklonu střechy větší než 60º, předpokládá se, že zatížení sněhem je nulové.

2) Při výpočtu základu se k hmotnosti domu připočte přibližná hmotnost samotného základu. Jeho přibližný objem se vypočítá a vynásobí měrnou hmotností železobetonu rovnající se 2500 kg/m³.

III) Po určení hmotnosti domu vypočítáme minimální potřebnou celkovou plochu (S) patek všech základových pilířů:

S = 1,3×P/Ro,

kde 1,3 je bezpečnostní faktor;

P – celková hmotnost domu včetně základů, kg;

Ro je vypočtený odpor nosné zeminy, kg/cm².

Hodnotu Ro, také nazývanou únosnost půdy, lze získat přibližně z níže uvedené tabulky:

Poznámka:

Vypočtené hodnoty odporu jsou uvedeny pro půdy umístěné v hloubce asi 1,5 metru. Na povrchu je únosnost téměř jedenapůlkrát nižší.

Po výpočtu hodnoty celkové plochy základen všech pilířů nyní můžeme určit jejich požadovaný počet v závislosti na průměru nebo rozměrech průřezu. Pro větší názornost uveďme jednoduchý příklad.

Příklad zjednodušeného výpočtu sloupového základu

Vypočítejme sloupový základ (na kulatých pilířích) pro malý rámový panelový dům (viz obrázek vlevo) o rozměrech 5×6 metrů. Výška 1.NP je 2,7 m, výška štítu je 2,5 m. Střecha je břidlicová. Nosná půda je hlinitá (Ro = 3,5 kg/cm²). Hloubka mrazu je 1,3 metru.

Takže musíte vypočítat hmotnost domu.

1) Plocha všech stěn, včetně štítů, bude v našem případě rovna 72 m² a jejich hmotnost bude 72 × 50 = 3600 kg
2) Dům má suterén (patro 1.NP) a mezipodlažní (mezi 1. a podkrovím) stropy. Jejich celková plocha je 60 m² a jejich hmotnost je 60 × 100 = 6000 kg
3) Provozní zátěž je přítomna i v 1.NP a podkroví. Jeho hodnota bude rovna 60 × 210 = 12600 kg
4) Plocha střechy v našem příkladu je asi 46 m². Jeho hmotnost s břidlicovou střechou je 46 × 50 = 2300 kg
5) Zatížení sněhem bereme rovné nule, protože Úhel sklonu střechy je více než 60º.
6) Určíme předběžnou hmotnost základu. Chcete-li to provést, musíte podmíněně vybrat průměr budoucích pilířů a jejich počet. Řekněme, že máme vrták o průměru 400 mm, vezmeme to. Počet pilířů je předběžně brán na základě podmínky – jeden pilíř na 2 metry obvodu základu. Získáme 22/2 = 11 kusů.

Objem jednoho sloupu je 2 metry vysoký (pohřben 0,2 m pod hloubkou mrazu + 0,5 metru nad zemí): π × 0,2² × 2 = 0,24 m³ a jeho hmotnost je 0,24 × 2500 = 600 kg.

Hmotnost celého základu je 600 × 11 = 6600 kg.

7) Všechny získané hodnoty sečteme a určíme celkovou hmotnost domu: P = 31100 kg
8) Minimální požadovaná celková plocha základen všech pilířů se bude rovnat:

S = 1,3×31100/3,5 = 11550 cm²

9) Základní plocha jednoho sloupu o průměru 400 mm bude rovna 1250 cm². Náš základ tedy musí mít minimálně 11550/1250 = 10 pilířů.

S klesajícím průměrem pilířů se bude jejich počet zvyšovat a naopak. Pokud například vezmeme vrták 300 mm, budeme muset vyrobit alespoň 16 pilířů.

Po určení minimálního přípustného počtu základových pilířů jsou rozmístěny po obvodu. V první řadě se instalují na nejvíce zatěžovaná místa – to jsou rohy domu a napojení vnějších a vnitřních stěn. Zbývající pilíře jsou rovnoměrně rozmístěny po obvodu, v případě potřeby přidejte několik dalších kusů k výslednému minimálnímu počtu pro symetrii. Zde platí hlavní pravidlo, že více je možné, méně není možné.

Důležitá poznámka: má-li dům nějakou lehčí přístavbu, například verandu, je minimální přípustný počet sloupů pro ni uvažován odděleně od domu. Pochopitelně to bude méně.

Při stavbě těžších domů na půdách s nízkou únosností se často ukazuje, že počet pilířů je velmi velký, a aby se snížil, je nutné výrazně zvětšit průměr základny. Jednoduché zemní vrtáky se k tomu nehodí. Zde přichází na pomoc technologie TISE. Diskutuje se o tom v článku „TISE Foundation – Technologie, výhody a nevýhody“.

Podívejme se nyní na nejběžnější konstrukční návrhy sloupových základů

Znuděný základ

Pilíře vznikají zalitím betonem do předem vyvrtaných otvorů. Práce na stavbě vrtaného základu se provádějí v následujícím pořadí:

1) Na základě výpočtu je základ označen na místě.

2) Pomocí ruční (mechanizované) vrtačky nebo speciální vrtačky se provádějí studny 20-30 cm pod hloubkou mrazu.

Poznámka: v rámci tohoto článku neuvažujeme mělké sloupové základy, které se používají téměř výhradně pro malé dřevěné přístavky.

3) Válce se srolují z běžné střešní lepenky (podle průměru otvorů) a omotají páskou. Plní dvě role: za prvé je to trvalé bednění pro pilíře a za druhé je to jejich hydroizolace.

Pokud máte střešní krytinu s posypem, rolujte ji hladkou stranou ven. Čím hůře se zemina při promrzání drží na povrchu pilířů, tím méně na ně budou působit tečné síly mající tendenci pilíře v zimě vytahovat ze země.

4) Do jímek se vkládají válečky ze střešní plsti. Na obrázku výše vidíte, že střešní krytina nedosahuje až k samotnému základu, zbývá asi 20 cm To se nedělá jen tak. Přes odkrytou část hromady při nalévání betonu prosakuje výkvět do půdy a dále ji váže. Navíc v závislosti na typu půdy se nosnost pilíře může zvýšit až 2krát. Toto zvýšení není ve výpočtu zohledněno. Dále zvyšuje bezpečnostní rezervu nadace. Pilíře se navíc lépe kotví do země.

5) Do studny se nalije trochu betonu (20-30 cm) a po krátké pauze se vloží armovací klec, aby se vlastní vahou nepotopila až do kontaktu se zemí. Poté se celý sloupec nalije nahoru. Není vhodné, aby se výztuž dotýkala země, protože to vede k rychlejší korozi.

Obvykle je rám vyroben ze tří nebo čtyř prutů pracovní výztuže A-III ∅10-12 mm, svázaných pomocnou výztuží BP-I ∅4-5 mm. Je vhodné, aby výztuž nebyla blíže než 5 cm od vnějšího povrchu sloupu.

Pokud na ně bude po zalití pilířů postavena monolitická mříž, uvolní se pracovní výztuž z pilířů do výšky této mříže. Pokud jsou pilíře vyrobeny z dřevěných trámů, pak pro jejich upevnění při lití betonu je do horní části vložena závitová tyč (například M16).