POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I

Transkript

1 POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice

2 Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

3 KAPITOLA 8: SPODNÍ STAVBA

4 LEGENDA KLÍČOVÉ POJMY Spodní stavba, anglický dvorek, shoz, izolace proti tlakové vodě, kolektor CÍLE KAPITOLY - naučit se zásady při provádění spodních staveb. ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY 16 hodin Výklad Spodní stavba navazuje přímo na základové konstrukce, ale jedná se stále o stavební část pod úrovní terénu. Do této kategorie patří části staveb nepodsklepených i podsklepených, jako jsou například podzemní či opěrné zdi, světlíky a šachty, atd.

5 8.1. SPODNÍ STAVBY MASIVNÍ Podzemní zdi masivních staveb jsou nejčastěji cihelné, tloušťky větší než 450 mm nebo betonové, tloušťky mm. S ohledem na průměrnou hloubku zdí 2 m je na tyto stěny velmi malý zemní tlak (proti tlaku působí velká hmotnost zdiva). Nejvhodnější hydroizolace je izolace plášťová, kde u betonových stěn zároveň nahrazuje bednění. Vliv zemního tlaku na konstrukci spodní stavby

6 8.1. SPODNÍ STAVBY MASIVNÍ Ukázka řešení masivní roznášecí zdi Zeď by měla být rovnoměrně zatížená - pod pilíři by měl být proveden roznášecí prvek, například ŽB pás.

7 8.2. SPODNÍ STAVBY SKELETOVÉ Cihelnou výplň v tloušťce 450 mm lze volit jen při ulehlé zemině a poměrně malé výšce (cca 1,5 m), neboť proti případnému tlaku zeminy působí jen malá hmotnost výplně. Při založení na patkách je výplň nesena základovým překladem mezi patkami. Ukázka řešení spodní stavby skeletové konstrukce pomocí cihelné výplně

8 8.2. SPODNÍ STAVBY SKELETOVÉ Místo cihelné výplně je výhodnější výplň betonová uložená na patky bez základového překladu, předsazení mm před sloup zajistí přenos tlaku zeminy do sloupů. Ukázka řešení spodní stavby skeletové konstrukce pomocí betonové výplně

9 DESKA VETKNUTÁ MEZI SLOUPY Tato varianta se používá při menší vzdálenosti sloupů a menší výšce stěny, jedná se zpravidla o železobetonovou konstrukci. Deska vetknutá mezi sloupy

10 DESKA MEZI STROPEM A ZÁKLADEM Při větší vzdálenosti sloupů lze desku vetknout do stropní konstrukce a základového pasu. Při založení na patkách je nutný překlad mezi patkami. V případě prolomení okny se vetkne deska do horního překladu mezi sloupy. Deska mezi stropem a základem

11 DESKA S TRÁMY VETKNUTÝMI DO SLOUPŮ Při větší výšce se kombinují trámy s deskami, jelikož je stěna namáhána účinkem tlaku (trojúhelníkovým zatížením) a je nutno při stejné výšce trámu zmenšovat jejich vzdálenosti. Pak je možno získat rovnou stěnu přizdívkou tl. 150 mm. Nevýhodou je ale velká spotřeba bednění, obtížné zpracování betonu v úzkém bednění, při vibraci mohou vznikat hnízda a může lehce dojít k porušení hydroizolace. Deska s trámy vetknutými do sloupů

12 8.3. OSVĚTLENÍ PODZEMNÍCH STAVEB Osvětlení podzemí se řeší nejlépe pomocí přírodního osvětlení a to zejména využitím oken či šachet : 1) okny nad terénem 2) šachtami: a) otevřenými: a 1 ) se zábradlím a 2 ) s ocelovým roštem b) zakrytými obvykle sklobetonem Z konstrukčního hlediska mohou být šachty: oddilatované konzolové Otevřené šachty lze odvodnit: buď do kanalizace nebo drenáží do okolního terénu Pro osvětlení více prostorů se používají průběžné šachty tzv. anglické dvorky

13 ŠACHTA OTEVŘENÁ Se zábradlím S ocelovým roštem Odvodnění se řeší drenážní trubkou Ø mm, zaústěnou do propustné zeminy. Pro osvětlení více prostor se používá tzv. anglický dvorek s možným odvodněním vpustí. Příklad otevřené šachty oddilatované se zábradlím

14 ŠACHTA OTEVŘENÁ Šachta oddilatovaná s ocelovým roštem odvodněná drenáží Šachta otevřená, oddilatovaná, se schodištěm, odvodněná vpustí

15 ŠACHTA OTEVŘENÁ Šachta otevřená s vyloženou deskou (konzolová) se používá při neúnosné zemině. Je odvodněná drenáží do okolního terénu. Šachta konzolová Šachta konzolová sdružená pro dvě okna ve tvaru písmene L (železobetonové dno i stěny).

16 ŠACHTA ZAVŘENÁ Provedení je stejné jako u šachty otevřené s doplněním skloželezobetonového stropu nad šachtou. Příklad zavřené šachty oddilatované s variantou provětrání vnitřního prostoru nastavitelnými lamelami

17 ŠACHTA ZAVŘENÁ Nákladní výtah nejčastěji je zaústěn do kotelen. Velmi často jsou používány výtahy typové. Výtahová šachta se dimenzuje v závislosti na jejích rozměrech a hydrogeologických poměrech a konstrukčním systému objektu.

18 ŠACHTA ZAVŘENÁ Shozy jsou zakončeny většinou litinovým či plechovým poklopem.

19 ŠACHTA ZAVŘENÁ Plastové sklepní světlíky se používají pro interiéry částečně nebo zcela zapuštěné pod terénem. Vyrábějí se z polyesteru vyztuženého skelným vláknem. Pro zakrytí anglických dvorků se využívají žárově zinkované ocelové podlahové rošty s oky 30/30 nebo 30/10 mm a rošty z tahokovu.

20 ŠACHTA ZAVŘENÁ Odvodnění většiny současných konstrukcí světlíků se navrhuje trativodem. Zásyp stavební jámy je obecně považován za propustné podloží a moderní zakládání staveb se bez drenážních soustav neobejde.

21 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY U částečně zapuštěných suterénů je vhodné provádět izolaci vzduchovým prostorem či otevřeným dvorkem. V každém případě musí být zajištěno proudění vzduchu. Cihly ve styku se zeminou musí odolávat vlhkosti. U otevřeného dvorku je vhodné provést na styku šachty s objektem dilataci. Svislá izolace zdiva řešena otevřeným dvorkem

22 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY Snížení účinku srážkové vody na hydroizolaci Ochrana objektu v nepropustných zeminách: a) pokud se voda udržuje v násypu a nemá odtok b) při odtoku nahromaděné vody v zásypu musí být provedena tlaková hydroizolace dna

23 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY Ochrana objektu vrstvou: c) štěrkopískového či pískového záhozu (nenasákavé zeminy) d) nepropustného jílu Veškeré hydroizolace musí být k podkladu dostatečně přitlačeny

24 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY V zeminách nepropustných je nutno chránit objekt: Pokud se voda udržuje v násypu a nemá odtok Při odtoku nahromaděné vody v zásypu musí být provedena izolace dna Účinek srážkové vody lze snížit ochrannou vrstvou pískového nebo štěrkopískového závozu (nenasákavé zeminy) či dusanou vrstvou nepropustného jílu.

25 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY

26 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY Ochranná přizdívka hydroizolace si musí ponechat v závislosti na hloubce výkopu dostatečnou stabilitu. Přizdívka provedená z výkopu se obvykle provádí na tzv. zpětný spoj.

27 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY

28 8.4. IZOLACE SPODNÍ STAVBY Zakončení hydroizolace u nepodsklepených objektů Zakončení hydroizolace u nepodsklepených objektů

29 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukční systémy z hlediska tvaru průřezu: a) pravoúhlé: - z plošných a tyčových dílců, - z prostorových dílců, - kombinované (z plošných a prostorových dílců), b) kruhové nebo oválné 1) Konstrukce z plošných a tyčových dílců: a) z deskových prefabrikátů, b) z deskových a tyčových prefabrikátů 2) Konstrukce z prostorových dílců: a) z uzavřených rámů b) ze dvou prefabrikátů tvaru U 3) Konstrukce kombinované z plošných a prostorových dílců: a) z dílců tvaru U a stropní desky b) z dílců tvaru L a stropních desek c) z monolitických rámů a desek d) z montovaných rámů a desek e) ze dvou dílů tvaru U a deskových stěn

30 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce z plošných a tyčových dílců Deskové dílce tvoří rámovou konstrukci svařením ocelových pásů zabetonovaných do prefabrikátů a trojúhelníkových příložek. Deskové dílce umožňují širokou rozměrovou variabilitu Konstrukce z deskových dílců: 1 dnový dílec, 2 stěnový dílec, 3 stropní dílec, 4 monolitický beton

31 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce z deskových a tyčových dílců Stěnové prefabrikáty se ukládají do prefabrikátů žlabového průřezu, dno konstrukce je z monolitického betonu umožňující zmonolitnění spodní části. Výrobně i dopravně je tato varianta velmi výhodná. Konstrukce z deskových a tyčových dílců: 1 dílec žlabového průřezu, 2 stěnový dílec, 3 stropní dílec, 4 monolitické betonové dno

32 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce z prostorových dílců Konstrukce z uzavřených rámů: Tyto konstrukce jsou staticky stabilní, poněvadž spoje stěn v příčném řezu vytvářejí tuhé styčníky. Prostorová tuhost umožňuje provádět dokonalé zhutňování zeminy po obou stranách. Montáž konstrukce je velmi bezpečná a rychlá, výrobně je však náročná na bednění, manipulaci a zhutňování betonové směsi. Při dopravě se nevyužívá nosnost dopravních prostředků. Konce stěn dílců jsou profilované jako péro a drážka, takže dílce dosedají na sebe. Konstrukce je výrobně náročná na bednění a zhutňování betonové směsi. Konstrukce ze 2 prefabrikátů tvaru U: 1 prostorový dílec tvaru U žlab, 2 prostorový dílec tvaru U příklop

33 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce kombinované z plošných a prostorových dílců Konstrukce z dílců tvaru L a stropní desky: 1 monolitická betonová deska, 2 dílec tvaru L, 3 stropní deska, 4 monolitický beton Dílce tvaru L jsou v důsledku nepříznivého poměru jejich výšky k šířce základny labilní během montáže a musí se zabezpečovat proti překlopení směrem ke stěně výkopu. Ze statického hlediska je konstrukce dostatečně tuhá. Montáž je náročná na přesné uložení jednotlivých dílců konstrukce.

34 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce kombinované z plošných a prostorových dílců Konstrukce z rámů a desek: 1 rám, 2 krycí deska, 3 boční stěna, 4 podlahová deska Prostorovou tuhost konstrukce zabezpečují uzavřené rámy. Stěnové dílce se opírají o boční stěny rámů. Dole jsou rámy rozepřené dnem a nahoře stropní deskou. Konstrukce je výhodná jak z hlediska výrobního, tak bezpečnostního.

35 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce z montovaných rámů a desek: 1 podkladový dílec pro rámové stojky, 2 středový podkladový dílec, 3 rámový dílec-stojka, 4 rámový dílec-překlad, 5 stěnový dílec, 6 stropní dílec, 7 betonové dlaždice Rámy se montují z tyčových dílců. Po jejich zmonolitnění se montují stěny a stropní desky. Pro lepší stabilitu se stěny osazují též na střední práh. Oproti konstrukcím z monolitických rámů a desek má tato konstrukce nevýhodu v tom, že má vyšší pracnost při montáži.

36 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Konstrukce ze dvou dílců tvaru U a deskových stěn: 1 spodní žlabový dílec tvaru U, 2 stěnový dílec, 3 vrchní žlabový dílec tvaru U, 4 svařované spoje V podstatě jde o konstrukci složenou ze dvou dílců tvaru U doplněnou stěnovým dílcem. Stěnové dílce klínovitě zapadají a osazují se do dílců tvaru U, čímž se zvyšuje celková prostorová tuhost konstrukce. Stěny a dílce tvaru U se spojují svařováním a kloubovými spoji.

37 8.5. KANÁLY A KOLEKTORY Kruhové konstrukce kolektorů Kolektor kruhového průřezu ze segmentových dílců: 1 železobetonový segmentový dílec, 2 ocelová stojka, 3 ocelový nebo železobetonový rám, 4 svařovaný styk dílců, 5 cementová zálivka, 6 betonové lůžko Segmentové dílce se montují na ocelové stojky nebo na želbet. popř. ocelový rám. Konstrukce se ukládá do betonového lůžka. Po uložení spodních dílců se osadí stojky nebo rámy, potom se namontují boční dílce a nakonec stropní dílec. Vzhledem k výhodnému tvaru kruhových profilů se sníží jejich hmotnost.

38 8.6. DETAILY HYDROIZOLACÍ Hydroizolace spodní stavby proti zemní vlhkosti Hydroizolace spodní stavby proti tlakové vodě

39 8.6. DETAILY HYDROIZOLACÍ Hydroizolace ve vnitřním rohu mezi svislou a vodorovnou konstrukcí

40 8.6. DETAILY HYDROIZOLACÍ Prostup stěnou svěrným spojem

41 8.7. PROVÁDĚNÍ DRENÁŽÍ Hloubka drenáží Při odvodňování inženýrských objektů rozhoduje o hloubce položení drenážního potrubí hlavně požadované snížení hladiny podzemní vody. Ta se stanoví tak, aby hladina kapilárního vzlínání byla níže než podlaha podzemní části budovy - hladina podzemní vody musí být pod úrovní podlah v hloubce: 0,3 1,0 m (průměrně 0,5 m) na písčité půdě 0,6 2,0 m (průměrně 1,0 m) prachovité a jílovité půdě Dosah kapilárního vzlínání se může snížit použitím oddělujících vrstev štěrku. Drenáž je vhodné pokládat v hloubce větší než hloubka promrzání půdy, aby nezamrzla voda proudící v potrubí, vždy však nad nepropustnou vrstvou. Abychom chránili potrubí před zanášením, musí se kolem drenážního potrubí vytvořit obsyp z filtračních materiálů o vhodné vybrané zrnitosti. Filtry pro drenážní systémy inženýrských staveb Filtrační obsypy z písku a štěrku se musí provést po celém obvodu drenážní trouby - minimální tloušťka obsypu je: v písčito-hlinité zemině (se střední propustností) 15 až 20 cm v hlinité a jílovité zemině víc než 20 cm.

42 8.7. PROVÁDĚNÍ DRENÁŽÍ Netkané geotextilie nad 200 g/m² jsou používány v řešeních drenážních systémů s oblibou v místech, kde jsou nutné dvě filtrační vrstvy nebo více. Mohou být aplikovány přímo na potrubí nebo jako obal filtrační štěrkové vrstvy. Použití geotextilie může zmenšit množství potřebného filtračního obsypu. Drenáž je provedena z perforovaných trubek o vnitřním průměru 100 mm (min. 75 mm), je pokládána se spádem běžně asi 0,5 %, max. 1,5 až 2%. Délka 1 větve potrubí se řídí vlastnostmi terénu, běžně je cca 15 m. Obvodová (prstencová) drenáž může být provedená před výstavbou objektu, zajistí tak odvodnění základové jámy. Vzdálenost drenáže od stavby Pokud se základy a drenážní potrubí nacházejí ve vodonosné vrstvě se drenáž pokládá pod úrovní založení základů stavby a min. vzdálenost osy potrubí od stěny stavby lze vypočítat podle vzorce:

43 8.7. PROVÁDĚNÍ DRENÁŽÍ

44 8.7. PROVÁDĚNÍ DRENÁŽÍ Obvodová drenáž kolem objektu Zajištění drenážního potrubí proti obrůstání kořeny Do blízkosti jakékoliv drenážované plochy nepatří stromy či keře, jejichž kořeny mohou zarůst do drenáží a jejich činnost paralyzovat, nehledě na to že mohou samy přispívat k hromadění vlhkosti. Nebezpečí obrůstání drenážního potrubí kořeny stromů a keřů se vyskytuje, pokud je drenáž zakládána v jejich dosahu, tj. v hloubce menší než 2,5 m. Nesmírně citlivé na prorůstání kořenů jsou kolektory se stálým tokem vody. Z tohoto důvodu je třeba dát u nich přednost provedení z neperforovaného potrubí. Pro zajištění drenážního potrubí, ohroženého prorůstáním kořenů, lze použít obsypu ze škváry získané spalováním kamenného uhlí nebo pocházející z hutnické pece. Tloušťka vrstvy škváry musí být minimálně 5 cm pod potrubím a 10 cm nad potrubím.

45 LEGENDA STUDIJNÍ MATERIÁLY Základní literatura: WITZANY, J. a kol. Konstrukce pozemních staveb vyd. Praha: ČVUT, ISBN Doporučené studijní zdroje: NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. Praha: Sobotáles, Praha, ISBN OTÁZKY A ÚKOLY 1) Jaké rozlišujeme druhy šachet z hlediska osvětlení podzemí, vysvětlete jejich rozdíl v konstrukci a způsob aplikace. 2) Popište způsoby řešení základů obvodového zdiva nepodsklepené části u terénu.

46 LEGENDA KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK Viz výklad. Použitá literatura HÁJEK, P. a kol. Konstrukce pozemních staveb 1. Nosné konstrukce I. 3. vyd. Praha: ČVUT, ISBN HANÁK, M. Pozemní stavitelství: cvičení I. 6. přeprac. vyd. Praha: ČVUT, ISBN NESTLE, H. a kol. Moderní stavitelství pro školu i praxi. Praha: Sobotáles, Praha, ISBN: LORENZ, K. Nosné konstrukce I. Základy navrhování nosných konstrukcí. 1. vyd. Praha: ČVUT, ISBN MATOUŠOVÁ, D., SOLAŘ, J., Pozemní stavitelství I. 1. vyd. Ostrava: VŠB TU, ISBN Doc. Ing. Václav Kupilík, CSc. a Ing. Karel Sedláček, PhD. skripta Pozemní stavitelství I