Přednáška 4 Základové konstrukce

Ing. Radim Kolář, Ph.D.

Přednáška č. 4, 2014

BH 02 – Nauka o pozemních stavbách

Přednáška 4 Základové konstrukce Přednášející: Ing. Radim Kolář, Ph.D.

13. 10. 2014

Návrh základů

VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství

1



NÁVRH ZÁKLADŮ • Základ musí být navržen tak, aby bezpečně přenesl všechno zatížení ze stavby do základové půdy přes základovou spáru, to znamená v rovině, ve které základ spočívá na základové půdě. • Základová spára = plocha, ve které se konstrukce základu stýká se základovou půdou. Tlaková zatěžovací síla se přenáší do hloubky půdy pod úhlem 45° až 60°. • Musí být zajištěna stabilita celé stavby – na to má vliv i základ i základová půda

Faktory ovlivňující návrh základu • Zatížení (stálé + nahodilé) • Vlastnosti základové půdy – zohledňujeme, tak aby nevznikaly, nebo byly omezeny nadměrné deformace (sedání a jiné). • Hloubka založení má vliv na velikost sedání stavby. Větší hloubka = menší sedání Základové konstrukce

NÁVRH ZÁKLADŮ Výpočet únosnosti základů a základové půdy • Zatížení ‐ od horní stavby síla Nc [kN] ‐ vlastní tíha Gd [kN] ‐ celkové: Ndc = Nc + Gd [kN] ‐ napětí v základové spáře σ [kPa] • Vlastnosti základové půdy ‐ výpočtová únosnost základové půdy Rdt [kPa]

Rdt ≥ σ =

Ndc A

Průběhy napětí pod základem S hloubkou od základové spáry se velikost napětí zmenšuje.

Základové konstrukce


2



NÁVRH ZÁKLADŮ Hloubka založení = rozdíl úrovně základové spáry a nejbližšího bodu terénu u základů.

Hloubka založení

Hloubka založení musí být provedena do tzv. nezámrzné hloubky. Ta je stanovena dle Mapy hloubek promrzání základové půdy.


NÁVRH ZÁKLADŮ Hloubka založení Stanovuje se s ohledem na • stabilitu a sedání stavby • klimatické vlivy (promrzání, vysychání půdy) • geologický a hydrogeologický profil půdy Minimální hloubky jsou dány: • min. h = 800 mm – běžné zeminy • min. h = 500 mm – skalní a poloskalní půdy a pod vnitřními stěnami • min. h = 1 200 mm – v horských oblastech, v soudržných zeminách s hladinou spodní vody v hloubce menší než 2 m Pokud statický výpočet určí hloubku větší, musíme se mu podřídit a navrhnout hloubku větší. (Např. z důvodu nevhodných základových poměrů – navážky, násypy, apod.) Pokud jsou základy až pod úrovní podzemního podlaží, bude postačovat hloubka založení okolo 500 mm.



3



NÁVRH ZÁKLADŮ Zlepšení základové půdy •

nahrazení jinou zeminou (tzv. polštáře) – štěrkopískové polštáře – polštář se zhutňuje po vrstvách tloušťky cca 300 mm – štěrkopísek vytváří porézní vrstvu, která působí v podzákladí jako drenáž – rozměry polštáře se stanovují podobně jako rozměry základových pásů

•

zhutněním, odvodněním ‒ únosnost zvodnělé základové půdy se může zvýšit zmenšením obsahu vody, tj. trvalým snížením hladiny podzemní vody

•

přísadami do základové půdy (injektáž) ‒ injektování podloží se používá ke zvýšení pevnosti sypkých zemin nebo jejich utěsnění proti vodě

•

vysoušením


ROZDĚLENÍ ZÁKLADŮ

Základy Plošné Pásy

Patky

Hlubinné Desky

Rošty

Piloty

Studny

Kesony



4



Plošné základy

PLOŠNÉ ZÁKLADY Dělí se na • pásy – se používají pod stěny a sloupy • patky – se navrhují pod sloupy • rošty – se používají pod ŽB sloupový systém • desky – se používají se pod stěny i pod sloupy Materiál • prostý beton • železobeton Použití • tam, kde je dostatečně únosná základová půda v malé hloubce pod terénem • velikost plochy základů závisí na vlastnostech základové půdy a na zatížení stavbou Šířka základu • vypočítává se ze zatížení stavby • přípustného namáhání zákl. půdy. • rozšíření základového pásu pod zdí min. 100 mm Základové konstrukce


5



ZÁKLADOVÉ PASY Použití • pro založení stěn od 6 N/m2, tzn. přibližně příčka tl. 150 mm, výšky 3 m • lehčí příčky se ukládají přímo na vyztužený podkladní beton • minimální rozměr základu 300 x 300 mm • stupně nebo náběhy se provádí pod úhlem, pod nímž se roznáší zatížení ve hmotě základů – u prostého betonu je to úhel 45° – 60° a u železobetonu je to 35°. Tvar průřezu základových pasů z prostého betonu a) obdélníkový b) lichoběžníkový b) a) c) stupňovitý

c)


ZÁKLADOVÉ PASY Použití • stupně nebo náběhy se provádí u železobetonu pod úhlem 35° Tvar průřezu základových pasů ze železobetonu a) obdélníkový b) deskový



6



ZÁKLADOVÉ PASY Provádění betonáže základových pasů • přímo do vykopané rýhy (u soudržných zemin) • do dodatečného bednění (betonáž nad terénem nebo do výkopu u nesoudržné zeminy) • do ztraceného bednění (bednění použito nad terénem nebo i vložené přímo do rýhy)

Výkopy pro základové pasy Základové konstrukce

ZÁKLADOVÉ PASY Betonáž základu přímo do vykopané rýhy



7



ZÁKLADOVÉ PASY Dřevěné dodatečné bednění základů


ZÁKLADOVÉ PASY Do ztraceného bednění • dnes často používaný systém pro objekty s menším zatížením (např. RD, BD) • snadná příprava bednění (bez nutnosti zapření) • úspora betonu (při širším provedeném výkopu se umístí tvarovky přímo do výkopu)



8



ZÁKLADOVÉ PATKY Půdorysný tvar • patka by měla přenášet zatížení centricky, proto je nejvhodnější čtvercový tvar, obdélníkový může mít poměr 3:5, max. 2:3 • používají se pod jednotlivé sloupy skeletu • vyžadují dostatečně únosnou a stejnorodou základovou půdu v rozsahu celého podloží • patky výhodné ekonomicky i výrobně, pokud jejich strana není větší jak polovina osové vzdálenosti sloupů, jinak jsou účelnější roštové, deskové nebo pilotové základy


ZÁKLADOVÉ PATKY Patky z prostého betonu • prostý beton – u menších zatížení (do zatížení cca 0,2 MPa, u vyšších se používá ŽB) • patky z prostého betonu vyžadují poměrně značnou výšku „h“ • vysoké patky se volí stupňovité

1-stupňová patka

2-stupňová patka



9



ZÁKLADOVÉ PATKY Patky ze železobetonu • náběhy se provádí u železobetonu pod úhlem 35°


ZÁKLADOVÉ PATKY



10



ZÁKLADOVÉ PATKY MONTOVANÉ Nejpoužívanější • kalichové • plné patky Vyrobené z jednoho nebo více dílů vytvářejících stupně. Půdorysného tvaru (z hlediska dosazené plochy na základovou půdu) mohou být: • čtvercové • obdélníkové • kruhové Osazují se do • betonu tloušťky 100 až 150 mm • štěrkopískového lůžka tloušťky 100 až 150 mm • Patky s kalichem jsou rozšířené u montovaných průmyslových hal. Obsahují prohlubeň pro sloup, který se po osazení a znivelizování zalije cementovou maltou a zabetonuje.


ZÁKLADOVÉ PATKY MONTOVANÉ

Plná patka – sloup je spojen pomocí ocelových trnů, ke kterým se sloup přivaří

Patka s kalichem – do nichž se vkládá sloup



11



ZÁKLADOVÉ PATKY MONTOVANÉ

Zdroj: www.toposprefa.cz


ZÁKLADOVÉ DESKY • zaujímá půdorysný rozsah celé stavby • princip základové desky je obdobný stropní konstrukci. Je to v podstatě obrácená stropní konstrukce namáhaná reakcí základové zeminy. Použití: základové desky se navrhují u staveb, kde je základová spára trvale pod hladinou spodní vody a u staveb výškových Materiál: vždy ŽB, obvykle tl. 600 – 1200 mm Dělení: A - s konstantní tloušťkou; B - zesílená hřibovými hlavicemi; C - žebrová konstrukce B

C



12



ZÁKLADOVÉ ROŠTY • soustava navzájem kolmých základových pásů • navrhují se pro skeletové konstrukce založené na nestejnoměrně stlačitelných zeminách v poddolovaném území apod. • mají převážně jednoduchý obdélníkový průřez. Při větší výšce pásu je však vhodnější tvar obráceného písmene T (žebrový)


ZÁKLADOVÉ ROŠTY



13



KONSTRUKČNÍ ÚPRAVY V ZÁKLADECH 1) Prostupy základem 2) Základový průvlak 3) Změna úrovně základové spáry. Výšková změna podlaží, svažitý terén. 4) Zakládání v prolukách 1) Prostupy potrubí základem

a)

b)

a) prostup ve středu základu c) prostup ve spodním líci základu

c)

d)

b) prostup v horním líci základu d) potrubí pod základem


KONSTRUKČNÍ ÚPRAVY V ZÁKLADECH



14



KONSTRUKČNÍ ÚPRAVY V ZÁKLADECH 2) Tzv. základový průvlak


KONSTRUKČNÍ ÚPRAVY V ZÁKLADECH 3) Změna úrovně základové spáry, výšková změna podlaží, svažitý terén Snížení základů do úrovně dané úhlem, pod nimž se v zemině roznáší zatížení

Podsklepená/nepodsklepená část. Stupně pod úhlem 45°, v. max. 500 mm



15



KONSTRUKČNÍ ÚPRAVY V ZÁKLADECH 4) Zakládání v prolukách

novostavba dilatačně oddělena dělící spárou od stávajícího objektu, hloubka základových spár vždy ve stejné úrovni


KONSTRUKČNÍ ÚPRAVY V ZÁKLADECH 4) Zakládání v prolukách novostavba dilatačně oddělena dělící spárou od stávajícího objektu, hloubka základových spár vždy v různé úrovni



16



Hlubinné základy

ZÁKLADY HLUBINNÉ Funkce • přenáší zatížení z plošných základů: – opřením do únosné zeminy – třením pláště piloty Použití • málo únosná zemina • značně stlačitelná • únosná základová půda se nachází ve velké hloubce • zvodnatělé území Dělení A. Piloty B. Kesony C. Studny



17



PILOTY Tvar: prutové prvky, průměr 120 –1500 mm, průřez kruh. Materiál: dřevo, beton, ŽB, ocelové.

Dělení pilot dle statického působení b) skupinové a) osamělé jsou tak daleko od sebe, že se vzájemně vzájemně se staticky ovlivňují. Jsou složeny z několika pilot uspořádaných do skupin, které staticky neovlivňují přenášejí zatížení z plošného základu či z pilotové hlavice.


PILOTY Dělení pilot dle způsobu přenosu zatížení a) opřené

b) vetknuté

c) plovoucí



18



PILOTY Dělení pilot dle způsobu provedení 1) vháněné (vibrováním nebo beraněním – dřevěné, kovové, prefabrikované), provádí se do hloubky max. 16 m 2) vrtané (betonují se přímo na místě do předem vyhloubeného otvoru, provádějí se pažené nebo nepažené, do hloubky 32 m 3) vrtané technologií CFA – vrtání, při vytahování betonáž, vsazení výztuže. Provádí se do hloubky 23 m.


PILOTY Dělení pilot dle průměru 1) Kořenová pilota (mikropilota) • průměr menší než 200 mm a je tvořena postupnou injektáží kořene nebo celého dříku piloty • pro podchycení stávajících základů, v omezených prostorech • vsune ocelová trubka, kterou se vhání cementová kaše • kolem trubky se vytvoří dřík • po jeho zatuhnutí proinjektováním zeminy v dolní části se vytvoří vysoce únosná patka 2) Maloprůměrové piloty • průměr 200 – 600 mm. Poměr délky piloty k jejímu příčnému rozměru je min 5:1 3) Velkoprůměrová pilota • má hodnotu průměru větší než 610 mm nebo je její průřezová plocha větší než 0,3 m2 Základové konstrukce


Mikropiloty

19



KESONY • • •

použití při zakládání staveb ve vodě, zvodnatělé balvanité zemině, do hloubky až 25 m keson má tvar široké studny opatřené stropem a zařízením zvaným vzdušnice po dosažení únosného podloží se kesonová komora i vstup zabetonuje a keson pak vytvoří masivní hlubinný základ


STUDNY • studny jsou duté konstrukce vybudované nad úrovní terénu a potom se spouští do potřebné hloubky jako samostatná jednotka • studny používáme tehdy, pokud narazíme při hloubení na hladinu podzemní vody • dnes se studně nahrazují velkoprůměrovými pilotami či mikropilotami



20



Spodní stavba

SPODNÍ STAVBA Konstrukce nad základy, které tvoří přechod mezi základy a nadzemní částí budovy. U nepodsklepených stěnových staveb se dá říci, že spodní stavba je součástí základů. SPODNÍ STAVBA PODsklepená stavba

statika – působení zemních tlaků hydroizolace – napojení vodorovné na svislou – vytažení min 300 mm nad UT

tepelná izolace

NEPODsklepená stavba

hydroizolace – napojení vodorovné na svislou – vytažení min 300 mm nad UT

tepelná izolace drenáž – dle druhu zeminy

drenáž – dle druhu zeminy



21



SPODNÍ STAVBA Hydroizolace spodní stavby Proti pronikání vlhkosti nebo HPV se izoluje stavba vodorovnou a svislou hydroizolací z asfaltových pásů nebo plastových folií. Souvrství – penetrační nátěr, asfaltový pás, rohy zaobleny o poloměru 50 mm Ochrana proti porušení – vodorovně (proti vztlaku zemní vody) – zatíženo podlahou – svislé – přizdívkou z CP, TI, nopová folie

Napojení svislé a vodorovné HI Základové konstrukce

SPODNÍ STAVBA

300

300

Hydroizolace podsklepeného a nepodsklepeného objektu



22



SPODNÍ STAVBA Provedení izolační přizdívky u podsklepené budovy

Ochrana hydroizolace z nopové folie


SPODNÍ STAVBA Zateplení spodní stavby a současně ochrana HI

Prostupy hydroizolací



23



SPODNÍ STAVBA – DRENÁŽ Způsob podzemního odvodnění soustavou drénů s drenážními objekty. Zdroje vody prosakující do zásypů stavební jámy: 1. povrchová voda přitékající k objektu z okolí 2. srážky dopadnutých do bezprostředního okolí objektu 3. srážková voda zachycená a stékající po stěnách objektu 4. srážková voda ze střechy objektu 5. voda přitékající k objektu těsně pod povrchem terénu půdním prostředí 6. podpovrchová voda pronikající stěnami výkopové jámy 7. podpovrchová voda pronikající do jámy základovou spárou Základové konstrukce

SPODNÍ STAVBA – DRENÁŽ Propustná zemina

Nepropustná zemina Nepodsklepená

Podsklepená

geotextilie Drenážní potrubí napojeno na dešťovou kanalizaci



24



SPODNÍ STAVBA – TEPELNÁ IZOLACE Tepelně technické požadavky, které se vztahující na stěny nad terénem musí být splněný i 1 m pod terénem.

Tepelný most


ANGLICKÉ DVORKY Anglické dvorky – osvětlovací šachty (světlíky) Doplňkové konstrukce. Funkce: osvětlení a větrání prostor objektu pod úrovní terénu. Materiál: beton, ŽB monolit nebo prefabrikát, plast (systémové prvky). Konstrukce: provázání s budovou pevně nebo odděleně posuvnou spárou. Uspořádání: otevřené (nutno odvodnit), zakryté. a)

b)

c)

Konstrukce osvětlovacích a větracích šachet: a) šachta oddělená od budovy posuvnou spárou, b) šachta založená na společném základu, c) šachta na vyložené železobetonové konzole



25



ANGLICKÉ DVORKY – SYSTÉMOVÉ


ANGLICKÉ DVORKY – SYSTÉMOVÉ



26



ANGLICKÉ DVORKY – ZDĚNÉ



27

Přednáška 4 Základové konstrukce

Recommend Documents