Úvod do pozemního stavitelství

Transkript

1 Úvod do pozemního stavitelství 9/12 LS 2019 Ing. Michal Kraus, Ph.D.

2 Zakládání staveb je jedním ze základních oborů stavebnictví zahrnující návrh základů a volbu vhodné metody provádění základů a s tím spojené provádění zemních prací. Zakládání staveb úzce souvisí s mechanikou zemin tj. vyšetřování mechanického chování zemin. Základy jsou nosné konstrukční prvky stavebních objektů, které zabezpečují přenášení účinků stavby do základové půdy.

3 Základy musí být navrženy a provedeny tak, aby veškerá zatížení přenášely bezpečně, s minimálními dodatečnými deformacemi a bez porušení podzákladí. Stavba má být založena tak, aby jednotlivé části objektu rovnoměrně sedaly do základové půdy při vyloučení vzniku trhlin. Základová půda (část zemské půdy) je funkční součástí stavby. Plocha, ve které se základy stýkají se základovou půdou se označuje základová spára.

4 Vlastnosti základové půdy se zjišťují průzkumem staveniště. Rozsah a podrobnost průzkumu staveniště se volí podle složitosti geologických a hydrogeologických poměrů v podzákladí a podle druhu a rozsahu stavby. Průzkum staveniště se provádí podle ČSN Základní staveb, která rozlišuje: Průzkum předběžný Podrobný průzkum Provozní průzkum

5 Předběžný průzkum se provádí pro rozsáhlou výstavbu. Jepodkladem zejména pro výběr staveniště. Součástí je studium geologických map, prohlídka území a jeho okolí, hodnocení místních zkušeností a sondování. Sondy se umisťují pocelém předpokládaném staveništi, tak aby z nich bylo možné sestavit geologické profikly, zjistit úroveň hladiny podzemní vody a její chemické složení.

6 Podrobný průzkum se provádí na již vybraném staveništi. Navazuje na předběžný průzkum a doplňuje jej. Provádějí se další kontrolní sondy v blízkosti předpokládaného založení objektu. Účelem podrobného průzkumu je získaní podrobných znalostí o základové půdě, nutných pro bezpečný a ekonomický návrh a založení a pro volbu konstrukce celé stavby.

7 Průzkum provozní se provádí během stavby. Provádí se na rozsáhlých stavebních komplexech. Průzkum je vždy potřebný, pokud se při zemních pracích narazí na zeminu jiných vlastností než bylo zjištěno dřívějším průzkumem.

8 Sondování V případě staveniště s dobře známými vlastnostmi základové půdy lze sondy omezit na sondy kontrolní nebo zcela vynechat. Pro každý objekt se zpravidla provádějí nejméně 3 sondy. Vzdálenost sond obvykle 20 až50 m je dána členitostí terénu a rozsáhlostí stavby. V komplikovaných základových podmínkách se volí síť hustší. Pokud musí být sondy umístěny v ploše základů, je nutno dodatečně upravit tak, aby neovlivňovaly podloží základů.

9 Sondování

10 Sondování Sondy musí projít všemi vrstvami základové bude působit přitížení stavbou. Pro běžné pozemní stavby se sondy dělají zpravidla do hloubky trojnásobku šířky základu pod základovou spáru, minimálně do hloubky 6 metrů. Hloubka sondy může být menší, narazí-li se při sondování na skalní podklad.

11 Sondování Hodnota výsledků sondování závisí na kvalitě jejich provedení. Kopané sondy o rozměru minimálně 1200 x 1800 mm umožňují prohlídku zeminy in situ a snadný odběr neporušených vzorků. Vrtané sondy o profilu 150 až 300 mm se používají v měkkých zeminách. V hrubých zeminách a štěrcích musí být profil větší. V nesoudržných zeminách se vrty paží ocelovými výpažnicemi.

12 Sondovací práce

13 Sondování Vzorky zemin se odebírají z každé odlišné vrstvy nebo se odebírá průběžné jádro. Vzorky se ukládají do vzorkovnic a chrání před účinky vnějších vlivů (deště, mrazu, vody, otřesů, apod). Vzorky vody se odebírají po ustálení hladiny podzemní vody. Při odběru se zjišťuje i případné kolísání hladiny podzemní vody

14 Sondování Laboratorní zkoušky odběrů slouží ke zjištění vlastností zemin a vody. Vyšetřuje se zrnitost, objemová hmotnost, vlhkost, propustnost, úhel vnitřního tření, soudržnost, stlačitelnost, chemické složení vody a jejich vliv na základy. Ve zprávě o průzkumu se uvádí doporučení pro založení stavby (druh základové konstrukce, způsob provedení výkopů, izolací, apod.).

15 Výběr staveniště a jeho vhodnost Při výběru staveniště je nutno respektovat hledisko ekonomické, ale také zájmy ochrany přírody, krajiny a životního prostředí. Zásadně se nemají zastavovat pozemky ležící na zásobách nerostných surovin, pozemky zemědělsky hodnotné, území ohrožená souvislým sesouváním a záplavami, přírodní, krajinářské a historické rezervace, sběrné oblasti vodovodů, ochranné obvody léčivých zdrojů a jinak chráněná přírodní území.

16 Výběr staveniště a jeho vhodnost Podle vhodnosti se staveniště dělí na: Vhodná Dobře použitelná Podmíněně použitelná Málo vhodná Nevhodná

17 Výběr staveniště a jeho vhodnost Staveniště vhodná mají únosnou, málo stlačitelnou základovou půdu, hladina podzemní vody je pod úrovní základů. Půda ani voda neobsahují látky škodlivé betonovým základovým konstrukcím. Staveniště dobře použitelná vyžadují úpravy základových konstrukcí, čerpání vody a další úpravy.

18 Výběr staveniště a jeho vhodnost Staveniště málo vhodná mají hladinu podzemní vody nízko pod terénem. Voda bývá agresivní. Stanoviště je nutno při zakládání chránit proti zaplavení. Agresivita vody je schopnost vody rozrušovat beton, kovy a jiný materiál. Je způsobena především přítomností CO 2, síranů, Mg 2+ a H + iontů ve vodě, ale i pouhým vyluhováním. Staveniště nevhodná jsou bažiny, násypy, poddolovaná území, sesuvná území, přírodní, krajinářské a historické rezervace.

19 Výsledky inženýrsko-geologického průzkumu Rozsah IGP musí být přiměřený typu a významu navrhovaného objektu. Výsledky IGP představují závazný podklad pro stavební objekt, který doporučuje nebo předepisuje způsob založení. Výsledky IGP musí poskytnout veškeré geologické a geotechnické podklady, nedílnou součástí jsou výsledky hydrotechnického průzkumu.

20 Závěrečná zpráva průzkumu obsahuje: Popis geologické stavby a podmínek území. Výsledky místních prohlídek a vyhodnocení dříve provedených průzkumů. Rozvržení, provedení a geodetické zaměření sondovacích prací. Popis polních nebo laboratorních zkoušek základové půdy. Zhodnocení výsledků sondovacích prací, polních a laboratorních zkoušek ve formě návrhových charakteristik charakteristik základové půdy. Výsledky hydrogeologického průzkumu, včetně údajů o agresivitě zemního prostředí nebo podzemní vody. Požadavky a doporučení týkající se způsobu založení, hloubky základové spáry, způsobu otevření stavební jámy, údajů o těžitelnosti zemin a hornin a opatření k zajištění stability území.

21 Závěrečná zpráva průzkumustanoví: Optimální způsob zakládání objektu v daných základových podmínkách, včetně případného vlivu nanávrh nadzákladové konstrukce. Charakteristiky základové půdydo hloubky možné ztráty únosnosti a účinku přetvoření. Optimální hloubku základové spáry. Ochranu základové konstrukce proti účinkům zemního prostředí, event. agresivního prostředí, Způsob otevření stavební jámy s ohledem na okolní zástavbu. Opatření pro zajištění stability území. Způsob založení ve zvláštních podmínkách (např. poddolované území, seizmické vlivy, zátopové oblasti).

22 Roznášení zatížení v základové půdě Při navrhování základů jenutno znát zatížení na ně působící. Podle délky působení se zatížení dělí na stálé a náhodilé. Stálé zatížení je trvale působící tíha vlastních stavebních konstrukcí, tíha a tlak zeminy, trvale působící tlak vody aj. Náhodilé zatížení je souhrn proměnných nebo jen dočasně působících zatížení konstrukcí, ke kterým patří užitná zatížení, zatížení větrem, zatížení sněhem, zatížení teplotou, seismická zatížení apod.

23 Roznášení zatížení v základové půdě Zatížení základů se přenáší do základové půdy v základové spáře. Roznášení tlaku do hloubky se uvažuje pod úhlem 45 až 60. Přibližný průběh napětí pod základovou spárou lze vyjádřit izobarami, z něhož vyplývá, že se napětí s hloubkou zmenšuje a je již zanedbatelné v hloubce trojnásobku šířky patek nebo pásů. Roznášení tlaku je ve skutečnosti složitější neboť je ovlivňováno dalšími faktory jako je vzájemné přitížení základů při malé vzdálenosti.

24 Roznášení zatížení v základové půdě

25 Roznášení zatížení v základové půdě Svislé tlaky vyvozené stavbou stlačují základovou půdu, přičemž stavba sedá. Se zvětšující se hloubkou se sedání zmenšuje únosnost základové půdy se v hloubce zvětšuje.

26 Zvláštní podmínky staveniště S organickými zeminami: staveniště se vyznačuje zvýšenou stlačitelností základové půdy a tím i vyššími hodnotami rovnoměrných a nerovnoměrných složek sednutí. Způsob využití staveniště je závislý na uvedeném typu organické zeminy, mocnosti a uložení organické vrstvy vzhledem k základové spáře. S prosedavými zeminami: k prosedání může docházet u jemnozrných zemin eolického původu (zejména spraše), kde obsah prachové složky je vyšší než 60% a jílové složky menší než 15% hmotnosti suché zeminy. Prosedání, které dosahuje několika procent mocnosti prosedavé vrstvy je nebezpečné pro stavební objekt zvláště lokálními rozdíly hodnot sednutí. Metodu pro zakládání představuje hlubinné zakládání pod úroveň prosedavé zeminy.

27 Zvláštní podmínky staveniště Se sypaným zemním materiálem: Zakládání na zeminách tvořených sypaným zemním materiálem představuje: Záměrně vytvořené hutněné sypaniny v podobě násypů, zásypů a podsypů, jejichž charakteristiku předepisuje projektová dokumentace, takové sypaniny se uplatňují zejména k náhradě nevhodných základových půd. Nezhutněná násypová tělesa, která se poměrně často vyskytují ve staré městské zástavbě nebo průmyslové zástavbě s proměnlivým složením a ulehlostí, násypová tělesa jsou vytvořena jako úložiště různorodých domovních, stavebních nebo průmyslových odpadů.

28 Zvláštní podmínky staveniště Na úložištích odpadu: Uložiště tvoří tzv. výsypky, které vznikly v oblasti vytěžených povrchových dolů, a v rámci rekultivace jsou zpátky zasypány skrývkovým materiálem. Pro zakládání je nutné provést IGP, provádět dlouhodobá měření velikosti a časového průběhu sedání násypového tělesa0 V seizmických oblastech: Zakládání se týká nejen samotných základů stavby, ale i celé nadzákladové konstrukce. Seizmické účinky na stavební objekty mohou být přírodní (zemětřesení) nebo účinky dopravy, strojního zatížení, průmyslové exploze, výbuchy, apod.

29 Zvláštní podmínky staveniště Na poddolovaném území: Poddolovaným územím nazýváme území v dosahu účinků hlubinné těžby užitkových nerostů. Povrchové objekty na poddolovaném území jsou v době své životnosti vystaveny vlivu deformací terénu, které se projevuje jako zatížení stavebních konstrukcí od nerovnoměrných přetvoření základové půdy.

30 Zvláštní podmínky staveniště

31 Sedání základů Sedání se projevu téměř u každé stavby. Pokud je sedání rovnoměrné, může proběhnout bez poruch Hodnoty přípustného sedání se liší v závislosti na konstrukci stavby Zděné stavby 25 až 50 mm, železobetonové skelety 80 mm a více Nerovnoměrné sedání může stavbu narušit. Častou příčinou nerovnoměrného sedání stavby je nestejnoměrná stlačitelnost, nestejnorodé složení a proměnlivá mocnost vrstev základové půdy.

32 Sedání základů

33 Sedání základů Omezení nerovnoměrného sedání lze docílit rozdělením objektu spárami probíhajícími po celého výšce, včetně základů, na menší samostatně založené části, které sedají samostatně. Dělící spáry se používají i v případech nestejné tíhy různých částí objektu, které mají nestejnou výšku nebo různé zatížení. Pro omezení sedání a nežádoucích deformací objektu lze využít tuhou základovou desku nebo krabicových základ.

34 Sedání základů

35 Sedání základů Časový průběh sedání je různý. Nejrychleji sedají objekty založené v propustných zeminách štěrky a štěrkopísky. V nepropustných soudržných zeminách má sedání, ažněkolikaletý průběh.

36 Hloubka založení Hloubkou založení se označuje rozdíl mezi nejnižším bodem upraveného terénu kolem základů a nejvyšší úrovní základové spáry. Hloubka založení se určuje s ohledem na stabilitu a sedání stavby, klimatické vlivy (promrzání, vysychání), na geologický a hydrogeologický profil s přihlédnutím i na další vlivy. Minimální hloubka založení je určena především klimatickými vlivy.

37 Hloubka založení Základová spára musí být v nezámrzné hloubce, neboť v zámrzné hloubce voda, obsažené v zemině, mění při nízkých teplotách skupenství, zvětšuje objem zeminy a zvedá základy. Při vyšších teplotách nastává u soudržných zemin (zejména jílů a slínů) jejich sesychání a smršťování, které vede k nestejnosměrnému poklesu základů a následně k poruchám celé stavby.

38 Hloubka založení ČSN určuje v našich geografických podmínkách minimální hloubku založení 800 mm. Menší hloubka může být použita pouze v celistvých skalních a poloskalních horninách. U základů vnitřních stěn a sloupů, které jsou chráněny před klimatickými vlivy, může být hloubka menší, min. však 400 mm. V soudržných zeminách, kde se podzemní voda vyskytuje v hloubce menší než 2000 mm pod povrchem území, volí se základová spára v hloubce minimálně 1200mm.

39 Hloubka založení

40 Zemní práce Vytyčení stavby se provádí před zahájením zemních prací. Jedná se o přesné osazení objektu do terénu pomocí bodů a os, které vyznačují vytyčovacími značkami. Podkladem pro vytyčení je situační výkres, podle kterého se provede vytyčení obvodu stavby a obrysy budoucího výkopu. Vytyčovací značky by se mohly prováděním zemních prací posunout či porušit. Proto se poloha potřebných bodů promítá na tzv. lavičky pomocné stavební konstrukce, rozmístěné ve vzdálenosti 1 až 2 m od obrysu výkopu.

41 Zemní práce

42 Zemní práce

43 Zemní práce

44 Zemní práce Po vytyčení stavby je možné zahájit zemní práce: odkopy, násypy, zásypy a výkopy. Odkopy: Odstraňují terénní nerovnosti. K odkopům patří i sejmutí ornice, které je nutno provést před zahájením výkopů. Ornice je povrchová organická půdní hmota o tloušťce 150 až 300 mm. Ornice je hodnotná z hlediska zemědělského využití, avšak nevhodná z hlediska stavebních konstrukcí, neboť v ní probíhají biologické a chemické procesy

45 Zemní práce Násypy jsou sypané konstrukce vybudované na povrchu území. Násypy se zřizují po tenkých vrstvách (150 až 700 mm), které se zhutňují. Zásypy jsou sypané konstrukce vyplňující prostor pod úrovní terénu (jámy, rýhy, šachty) a kolem stavební konstrukce. Sypanina se provádí z nenamrzavých objemově stálých a málo stlačitelných materiálů, např. štěrk. Násypy je nutno zhutňovat.

46 Zemní práce

47 Zemní práce Nejdůležitějšími zemními pracemi jsou výkopy, provádění pod úrovní terénu. Prostor, ve kterém se výkopy provádění, se označuje jako výkopiště. Vytěžená zeminy se označuje výkopek. Podle tvaru a rozměru výkopu rozlišujeme stavební jámy, rýhy a šachty.

48 Zemní práce Stavební jáma je výkop jehož délka a šířka je větší než 2 metry.

49 Zemní práce Stavební rýha má převládající délkový rozměr a maximální šířku 2 metry.

50 Zemní práce Stavební šachta má převládající rozměr hloubkový a maximální půdorysnou plochu 36 m 2.

51 Zemní práce Těžení zeminy se provádí různými druhy zemních strojů. Ruční výkopy se omezují na začišťovací práce. Způsob těžení se volí podle objemu a druhu horniny. Základová spára nesmí být při výkopech porušena, musí být chráněna před klimatickými vlivy. Jako ochrana spáry se na dně výkopu ponechá tenká vrstva zeminy, která se odstraní až těstě před betonáží.

52 Zajištění stěn výkopu Stěny výkopu musí být zajištěny proti sesuvu. Volbu způsobu zabezpečení výkopů ovlivňuje hloubka výkopu, fyzikálně mechanické vlastnosti zeminy a sklon vrstev, zatížen okrajů, období,. Ve kterém je výkop prováděn a čas, o který zůstane výkop otevřený. Svislé stěny se mohou provádět pouze u výkopů v soudržných zeminách, jejichž hloubka je maximálně 1,5 metru. V ostatních případech je nutno výkopy zajistit svahováním, roubováním nebo podzemními stěnami.

53 Zajištění stěn výkopu

54 Svahování stěn výkopů Svahování stěn výkopů má být co nejstrmější, neboť se jím zvětšuje objem zemních prací. Současně však musí být dodrženy minimální sklony svahu, dané především úhlem vnitřního tření a součinitelem soudržnosti zeminy.

55 Svahování stěn výkopů

56 Svahování stěn výkopů Svahy výkopů hlubších než 3 metry se navrhují se sklonem ve spodní části výkopu méně strmým, popřípadě se svahy přerušují lavicemi o šířce min. 500mm. Prostor mezi stěnami výkopu a spodní stavbou musí být zasypán zemin a zhutněn. Není- li možné výkopy svahovat, provádějí se výkopy se svislými svahy, které se zajišťují roubením, popřípadě podzemními stěnami.

57 Roubení stěny výkopů Roubení je dočasná stavební konstrukce, chránící stěny vykopu proti sesuvu po dobu práce ve výkopišti. Roubení musí být prováděnou současně s hloubením výkopu. Roubení se skládá z pažení a rozepření. Pažení je plochý výplň roubení, která je v přímém styku se zeminou. Pažení je složeno z pažin (dřevěných nebo ocelových), kladených svisle, vodorovně nebo šikmo. Zemní tlak, působící na pažení, se zachycuje vodorovnými rozpěrami nebo šikmými vzpěrami, kterého mohou být ocelové nebo dřevěné.

58 Roubení stěny výkopů

59 Roubení stěny výkopů

60 Roubení stěny výkopů

61 Podzemní stěny Podzemní stěny se používají pro zajištění hlubokých výkopů, v prolukách, při velkém zatížení okrajů výkopů Podle použitého materiálu rozeznáváme podzemní stěny jílové, jílovocementové nebo betonové. Podzemní stěny mohou plnit funkci nejenom pažící a těsnící. Provádějí se i jako souvislé plné stěny, plnící funkci konstrukční, sloužící současně jako základ pro obvodové nosné konstrukcí budov. K nim patří tzv. Milánské stěny.

62 Podzemní stěny Milánské podzemní stěny jsou tvořené průběžnou rýhou o hloubce až 40 metrů, do které se spouští prefabrikované betonové dílce, tvořící stěnu nebo jsou vybetonovány v šířce 0,6 až1,0 metru a slouží současně jako nosná stěna podzemní části objektu. Hloubka stěny musí být větší než hloubka budoucí stavební jámy a to délku vetknutí. Rýhy se hloubí speciálním vrtným zařízením. Dlouhé podzemní stěny se dělí na pracovní záběry o délce 2 až 10 metrů. Hloubí se střídavě liché a po jejich vybetonování se hloubí záběry sudé.

63 Podzemní stěny

64 Podzemní stěny

65 Odvodňování základové půdy Odvodňováním se odstraňuje voda ze staveniště, ze stavební jámy nebo z jejího podloží. Voda se svádí do studní a z nich je následně odčerpávána tak, aby stavba mohla být prováděny v suchém prostředí. Odvodňování stavební jámy se provádí povrchovým čerpáním nebo čerpáním hloubkovým.

66 Odvodňování základové půdy Volba způsobu čerpání je ovlivněna propustností základové půdy, rozměry výkopu, hloubkou základové spáry a mocností přítoků.

67 Odvodňování základové půdy

68 Základové konstrukce Základy zabezpečují přenášení účinků stavby do základové půdy. Podle způsobu, jakým je zatížení přenášeno, rozlišujeme dva konstrukční typy základů: Základy plošné, které roznášejí zatížení stavbou na větší plochu základové půdy. Základy hlubinné, které přenášejí zatížení stavbou do základové půdy prostřednictvím vertikálních prvků, kterými jsou plošné základy podporovány.

69 Základy plošné Základy plošné neboli základy horizontální jsou nejrozšířenějším typem základových konstrukcí. Obvykle jsou používány, kdy se pod základovou sparou vyskytují dotatečně únosné vrstvy zeminy. Za ekonomické se považuje použití plošných základů do hloubky asi 4 metrů pod upraveným terénem.

70 Základy plošné Stavební materiál základových konstrukcí musí odolávat účinkům zatížení a zemní vlhkosti, neboť základy obvykle nejsou izolovány. Používá se lomový kámen, beton, nebo železobeton. Zvláštní ochrana je nutná při výskytu agresivní vody v základové půdě. Plošné základy se obvykle provádějí jako základy rozšířené jejich základová spáre je větší než plocha svislých konstrukcí. Pokud se základy nerozšiřují, označují se jako základy prosté.

71 Základy plošné Podle konstrukce, únosnosti a prostorové tuhosti se základové konstrukce dělí na Základové patky Základové pásy Základové rošty Základové desky

72 Základy patky Patky jsou základové konstrukce, kterými se přenášejí bodová zatížení ze sloupů. Patky se používají zejména pro skeletové konstrukce. Založení na patkách se navrhují v základových půdách o dostatečné a stejnosměrné únosnosti. Podzákladí má být stejnorodé, protože patky musí sedat stejně. Půdorysný tvar patek může být čtvercový, obdélníkový, výjimečně jiný.

73 Základy patky Patky se používají v případech, kdy půdorysné rozměry nepřesahují polovinu osové vzdálenosti sloupů (obvykle do půdorysné plochy 3 x 3 metry); při větší ploše patek je pak vhodné navrhnout základy deskové nebo roštové. Podle průřezu rozeznáváme patky: Jednostupňové Dvoustupňové Lichoběžníkové

74 Základy patky

75 Základy patky

76 Základy patky Podle použitého materiálu dělíme základové patky na: Betonové Železobetonové Podle technologie provádění rozeznáváme patky: Monolitické Montované z prefabrikovaných dílců

77 Patky monolitické Monolitické patky se provádějí z prostého betonu nebo ze železobetonu, popřípadě se dělají jako kombinované z obou materiálů. Patky z prostého betonu se používají pouze pro malé půdorysné betony (maximální velikost strany 2 metry), při centricky působícím zatížení a v základové půdě s přípustnou únosností nad 2 MPa. Plocha patky je dána jejím zatížením a přípustnou únosností základové půdy.

78 Patky monolitické Výška monolitických patek z prostého betonu h je dána velikostí vyložení a a roznášecím úhlem. h = a. tg Hodnota úhlu závisí na odolnosti betonu proti ohybu a smyku. Prostý beton má hodnotu tg 1,5 až 2,0.

79 Patky monolitické Jestliže vypočtená výška jednostupňových patek je vyšší než 1,0 metru, navrhují se pro úsporu materiálu matky dvoustupňové. Při větším zatížení je možno provádět stupňovité patky materiálově kombinované, tj. horní stupeň je ze železobetonu a spodní část z betonu prostého. Patky z prostého betonu je možno betonovat přímo do výkupu.

80 Patky monolitické Patky ze železobetonu se používají zejména při větších půdorysných rozměrech, při excentricky působícím zatížení a v základové půdě s přípustným namáháním do 0,15Mpa. Železobetonové patky jsou poměrně nízké (tg 0,5 až 1,0). Horní povrch patek je skosený, pokud úhel sklonu není větší než 35, je možno horní část patky betonovat bez bednění

81 Patky monolitické Patky namáhané mimostředným tlakem se navrhují jako patky nesouměrné. Patky železobetonové se betonují do bednění, pro které je nutno rozšířit výkop o potřebný prostor. Pod železobetonové patky je nutno před uložením výztuže nejprve provést vrstvu podkladního betonu o tl. 50 až100 mm

82 Patky monolitické

83 Patky prefabrikované Prefabrikované patky se používají pro montované skeletové konstrukce. Vyrábějí se v různých konstrukčních typech ze železobetonu, popřípadě z předpjatého betonu. Prefabrikované patky mohou mít různé tvary - Pravoúhlé, kruhové, hvězdicové, Nejvíce se používají patky pravoúhlých rozměrů, které jsou vyráběny ve dvou základních konstrukčních variantách: patky kalichové a patky plné

84 Patky prefabrikované Patky kalichové (hnízdové) mají prohlubeň, do které se osazuje prefabrikovaný sloup na lože z cementové malty a po zajištění polohy se zabetonuje.

85 Patky prefabrikované Patky plné jsou vyráběny jako jedno nebo vícestupňové. Spojení sloupu s patkou zajišťuje kotevní výztuž vkládaná do otvorů v patce a zalévaná cementovou maltou, vyztuž se přivařuje k okované patě sloupu.

86 Základové pásy Základové pásy jsou používány pro zakládání nosných stěn i stěn nenosných. Pro skeletové konstrukce se používají v případech, kdy patky vycházejí příliš velké. Základový pás tvoří souvislý nosník o průřezu, který může mít tvar obdélníku, stupňovitý, deskový nebo žebrový. Podle použitého materiálu rozeznáváme základové pásy z lomového kamene, z betonu, ze železobetonu (monolitické i prefabrikované).

87 Základové pásy Rozměry základových pásů 2 Lomový kámen má hodnotu tg 2,0 3,0; prostý beton 1,5 2,0, železobeton 0,5 1,0.

88 Základové pásy Rozměry základových pásů Pro výpočet výšky obecně platí h = a. tg

89 Základové pásy Pásy z lomového kamene ložného nejčastěji z opuky se používá již pouze ojediněle. Pouze pro základy málo zatížených stěn. Provádějí se jako jednostupňové nebo dvoustupňové o minimálním rozměru 500 x 500 mm.

90 Základové pásy Pásy z prostého betonu se používají pro běžné stěnové konstrukce. Jejich průřez jeobdélníkový nebo stupňovitý. Pásy z prostého betonu mají minimální rozměr 300x 3000mm.

91 Základové pásy Pásy ze železobetonu se používají pro velká zatížení při méně únosné a nestejnorodé zákl. půdě. Tvar železobetonových pásů může být obdélníkový, se sešikmenou horní plochou nebo staticky výhodný průřez obráceného T.

92 Základové pásy Železobetonové základové pásy se u skeletových konstrukcí orientují buď podélné nebo příčně, shodně se směrem průvlaků. Tuhost základových pásů lze u rozsáhlých budov zvýšit ztužujícími pásy, umístěnými v kolmém směru k hlavním základovým pásům, zpravidla se k tomuto účelu využívají základy ztužujících stěn nebo příček. Pod železobetonový pás je nutné provést podkladní vrstvu.

93 Základové pásy Zakládaní příček Lehké příčky zatěžují podloží tlakem menším než 0,05 MPa (příčka CP o tl. 100 mm výšce 3,0 m). Příčky se mohou v tomto případě mohou postavit přímo na podkladní beton o tloušťce 100 až150 mm. Těžší příčky tloušťky 125 až 150 mm je nutno uložit na podkladní beton vyztužený svařovanou sítí nebo na podkladní beton zesílený náběhem, popřípadě vlastní základový pás.

94 Základové pásy Zakládaní příček

95 Základové pásy Základové pásy montovaných staveb mohou být provedeny z prefabrikovaných dílců. Montované základy je možno použít při namáhání základové půdyod 0,2 MPa do0,35mpa. Základové prefabrikáty (bloky) se vyrábějí z betonu nebo ze železobetonu o rozměrech odstupňovaných pro různá zatížení a v délce do3,0 metrů. Dílce mohou mít obdélníkový nebo lichoběžníkový průřez, mohou být buďplné nebo vylehčené. Základové dílce se ukládají do pískového lože o tloušťce 100 až 150 mm, kterým se vyrovnává dno výkopu.

96 Základové pásy

97 Základové pásy

98 Základové rošty Základové rošty jsou soustavy vytvořené základovými pásy, zpravidla kolmo na sebe. Používají se pro značně zatížené skeletové konstrukce, zakládané na nestejnorodém podloží, v zeminách o velké stlačitelnosti, na poddolovaném území i v seizmických oblastech. Rošty se provádějí monoliticky ze železobetonu. Jejich průřezy jsou podobné základovým pásům. Roštové konstrukce jsou tuhé a přispívají k rovnoměrnému sedání celého objektu.

99 Základové rošty

100 Základové desky Základové desky roznášejí zatížení na celou plochu půdorysu stavby. Základová deska jenamáhána rovnoměrněji než ostatní typy základů. Desky se používají v nehomogenní, málo únosné a značně stlačitelné základové půdě, především pro výškové a mimořádně zatížené konstrukce. Desky vyhovují i pro zakládání objektů pod hladinou podzemní vody. Základové desky se provádějí ze železobetonu v různém konstrukčním uspořádání jako desky rovné, desky žebrové, desky roštové nebo desky hřibové

101 Základové desky Rovné desky mají v celé půdorysné ploše konstantní výšku 400 až 1200 mm. Rovné desky se používají při osové vzdálenosti nosných stěn a sloupů do 4 metrů. Při větší osové vzdálenosti nebo při větším zatížení se desky mohou vyztužit žebry, které lépe odolávají deformacím. Žebra mohou být umístěna nad deskou nebo pod ní. Výhoda desky s horními žebry spočívá v možnosti uložení instalačních kanálů mezi žebry, nevýhodou je nutné bednění žeber a vytvoření samostatné podlahové konstrukce. Desky se spodními žebry nejsou vhodné pro zakládání pod HPV z důvodu komplikované izolace a výkopů.

102 Základové desky

103 Základové desky

104 Základové desky

105 Základové desky

106 Úpravy horizontálních základů V horizontálních (plošných) základech je nutno v určitých případech provést konstrukční úpravy: Změnu úrovně základové spáry Založení objektu nahranici sousedních základů Změna v úrovni základové spáry se vyskytuje při výškové změně úrovně podlaží, například částečně podsklepený objekt. U rovnoběžných sousedních základových pásů založených v nestejné úrovni může dojít k přitížení konstrukce hlouběji založené základem výše umístěným.

107 Úpravy horizontálních základů Z tohoto důvodu je nutné snížit základovou spáru výše uložené konstrukce. Úhel, která pak svírá spojnice přilehlých hran základů musí odpovídat úhlu vnitřního tření zeminy.

108 Úpravy horizontálních základů Při výškovém rozdílu větším než 1,5 metru musí být u kolmých základových pásů rovedeno vyrovnání výškových rozdílů.

109 Úpravy horizontálních základů Základ při zakládání na hranici pozemku nebo v prolukách nesmí zasahovat přes hranici pozemku. Zároveň základy sousední budovy musí být odděleny dělící spárou. Sousední základy musí ležet ve stejné výškové úrovni, při nestejné úrovni založení přitěžuje výše položený základ konstrukce sousední a způsobuje poruchy.

110 Úpravy horizontálních základů

111 Základy hlubinné Hlubinné základy (vertikální) přenášejí zatížení stavby do hloubky prostřednictvím vertikálních prvků, na kterých spočívají plošné základy. Hlubinné základy se používají při nedostatečné únosnosti a velké stlačitelnosti povrchových vrstev, nachází-li se únosná základová půdy až ve větší hloubce. Mezi hlubinné zakládání patří založení na pilotách, na šachtových pilířích, studnách a kesonech.

112 Zakládání na pilotách Piloty jsou základové prutové prvky kruhového nebo čtvercového průřezu, které přenášejí zatížení stavby nazákladovou půdudohloubky. Za piloty se považují prvky, jejichž poměr délky k příčnému rozměru je nejméně 5:2 (minimální délka 2 m). Dle vzájemného vztahu rozlišujeme piloty osamělé a piloty skupinové: Piloty osamělé se vzájemně neovlivňují, jejich osová vzdálenost je alespoň 6 x průměr piloty. Piloty skupinové jsou složené z několika pilot uspořádaných pod plošným základem doskupiny.

113 Zakládání na pilotách Podle přenášení zatížení na základovou půdu se piloty dělá na tlačené, tahové, šikmé, namáhané ohybem a na vzpěr. Nejčastěji se vyskytují piloty tlačené, které působí jako opřené, vetknuté nebo plovoucí. Piloty opřené přenášejí zatížení hlavně špičkou, kterou se opírají o únosné, obvykle skalní podloží. Piloty vetknuté přenášejí zatížení jednak špičkou, jednak třením na plášti. Piloty plovoucí nezasahují do únosné zeminy, jsou celou svou délkou zabudované v neúnosné zemině, do které přenášejí zatížení pouze plášťovým třením.

114 Zakládání na pilotách

115 Zakládání na pilotách Podle druhu materiálu rozlišujeme: Dřevěné piloty Betonové piloty Železobetonové piloty Piloty z předpjatého betonu Ocelové piloty Podle výrobního postupu rozlišujeme Piloty prefabrikované (vháněné) Piloty monolitické (hloubené)

116 Zakládání na pilotách Prefabrikované vháněné piloty mohou být dřevění, železobetonové, z předpjatého betonu nebo kovové. Vyrábějí se buď jako duté nebo plné. Prefabrikované piloty se vhánějí beraněním, vplachováním, zatlačováním nebo vibrací. Nejrozšířenějším způsobem je beranění, hlava pilot musí být chráněna před poškození. Vplachování spočívá v rozmělnění zeminy pod špičkou piloty. Zatlačování pilot se provádí hydraulickými lisy. Vibrační vhánění se používá zejména u pilot ocelových.

117 Zakládání na pilotách Prefabrikované vháněné piloty mohou být dřevění, železobetonové, z předpjatého betonu nebo kovové. Vyrábějí se buď jako duté nebo plné. Prefabrikované piloty se vhánějí beraněním, vplachováním, zatlačováním nebo vibrací. Nejrozšířenějším způsobem je beranění, hlava pilot musí být chráněna před poškození. Vplachování spočívá v rozmělnění zeminy pod špičkou piloty. Zatlačování pilot se provádí hydraulickými lisy. Vibrační vhánění se používá zejména u pilot ocelových.

118 Zakládání na pilotách Piloty dřevěné se smí používat v místech trvale pod hladinou podzemní vody. Části pilot nad hladinou vody musí být důkladně impregnovány. Dřevěné piloty mají čtvercový nebo kruhový průřez o průměru 200 až 400 mm. Špička piloty je opatřena ocelovou botkou Výhodou jevelká pevnost a dlouhá životnost pod hladinou podzemní vody.

119 Zakládání na pilotách Piloty železobetonové a z předpjatého betonu se běžně používají do hloubky 20 metrů (výjimečně až 50 metrů). Plné průřezy mají čtvercový tvar se zkosenými hranami, kruhový nebo mnohoúhelníkový. Vyrábějí se o průřezech 250 x 250 až 600 x 600 mm. Piloty jsou silně vyztuženy podélnou výztuží s třmínky, případně výztuží ve tvaru spirály. Špička piloty musí být chráněna ocelových hrotem.

120 Zakládání na pilotách Piloty ocelové se provádějí z tvarovaných ocelových profilů nebo z ocelových trub. Jejich předností je velká pevnost, snadné nastavování, zkracování a zejména snadné vhánění do zeminy Používají se pro velké hloubky (i přes 60 metrů).

121 Zakládání na pilotách

122 Zakládání na pilotách Piloty monolitické hloubené se betonují na místě do vyhloubených vrtů, buď jako pažené nebo nepažené s nebo bez použití výpažnice. Monolitické piloty mohou mít v celé své délce neměnný průřez nebo jsou v patě rozšířeny. Nejmenší průřez je 250 mm. Monolitické piloty se zhotovují z betonu nebo železobetonu. Podle použité technologie rozlišujeme piloty nepažené, pažené s odňatou výpažnicí a pažené s ponechanou výpažnicí.

123 Zakládání na pilotách Piloty nepažené (hloubené bez výpažnice) je možné provádět pouze v zeminách soudržných a nad hladinou podzemní vody. Hloubení se provádí vrtáním (průměr vrtu mm). Betonová směs se ukládá přímo do vrtu. Piloty bez výpažnice musí být zabetonovány ihned povyhloubení.

124 Zakládání na pilotách Piloty s odňatou výpažnicí se používají ve všech druzích základové půdy, i pod hladinou podzemní vody. Výpažnice je ocelová trouba, která se do zeminy vhání beraněním, zavrtáváním nebo vibrací. Výpažnice mohou být ve spodní části otevřené nebo uzavřené. Při použití otevřených výpažnic zemina zůstává uvnitř výpažnice a dodatečně se vybírá vrtáním. Do vzniklého vrtu se pod ochranou výpažnice a za jejího postupného vytahování provádí betonáž piloty. Tento typ se označuje jako předvrtávané piloty. Uzavřené výpažnice jsou v patě opatřeny zátkou, která zabraňuje vniknutí zeminy. Jedná se o piloty tzv. předrážené. V dostatečné hloubce se zátka vyrazí a provádí se betonáž.

125 Zakládání na pilotách

126 Zakládání na pilotách Piloty s ponechanou výpažnicí v zemině se používají v agresivním prostředí, kde je nutno chránit beton proti škodlivým vlivům. Ocelové výpažnice ponechané v zemině, zmenšují hodnotu povrchového tření piloty a nemohou být použity jako plovoucí.

127 Zakládání na pilotách Mikropiloty nebo kořenové piloty jsou krátké piloty o malém průměru ( mm), které jsou vyztuženy betonářskou ocelí nebo trubkou.

128 Velkoprůměrové piloty Jedná se o hlubinné základy o průměru nad 0,6 metrů. V případě průměru vetší než 1,2 metru se jedná o tzv. šachtové pilíře. Velkoprůměrové piloty se používají jako piloty osamělé a nahrazují celou skupinu pilot. Provádějí se ze železobetonu, případně spřažené s ocelovou výpažnicí.

129 Základové studně Jsou hlubinné konstrukce válcového nebo hranolovitého tvaru o min. průměru 1 metr.7 Používají se při zakládání ve zvodnělých a lehce rozpojitelných zeminách, které umožňují snadné spouštění studně. Těžení zeminy se provádění pod ochranou pláště, sestavovaného z dutých prefabrikovaných prvků, obvykle betonových skruží (opatřených břitem) Zemina se těží z vnitřního prostoru, skruže se podkopávají a postupně vnikají vlastní tíhou do podloží. Následně se vnitřní prostor zabetonuje.

130 Základové studně

131 Kesony Kesony sepoužívají pro zakládání ve vodě. Jsou to velkoplošné studně uzavřené stropní konstrukcí, která vytváří pracovní komoru zabezpečenou proti vnikání vody a umožňuje provádět stavební práce pod hladinou vody.

132 Zásady zakreslování výkopů Při zobrazování výkopu se vychází od stanovené pracovní plochy (zkratka PP), kterou může být: Původní terén (zkratka PT), tj. povrch terénu, z něhož se nenavrhuje sejmuti ornice; Povrch terénu posejmutí stanovené vrstvy ornice Povrch předem hrubě upraveného terénu Navržená pracovní plocha se uvede na výkresu výkopu, např. poznámkou PP = PO SEJMUTÍ ORNICE V TLOUŠŤCE 300 mm PP = ÚROVEŇ HRUBÉ ÚPRAVY TERÉNU PODLE VÝKRESU ČÍSLO

133 Zásady zakreslování výkopů Půdorys výkopu se zobrazuje v pohledu shora a v půdorysu výkopu se kreslí: Obrys dna hlavních figur- velmi tlustou plnou čarou, přičemž hlavní figurou se rozumí výkop (jáma, rýha apod.) hloubený od pracovní plochy. Obrys dna dílčích figur (tj. figur, jejichž dno leží níže než je dno hlavní figury), dále průniky šikmých ploch výkopu a horní obrys výkopu sešikmými stěnami - tlustou plnou čarou. Označení směru sklonu šikmých ploch výkopu - svahovými šrafami nebo šipkami. Odvodnění (drenáž) ve výkopu, které bude trvalou součástí stavebního objektu - tlustou čárkovanou čarou s vloženou grafickou s doplněním příslušným popisem.

134 Zásady zakreslování výkopů Půdorys výkopu se zobrazuje v pohledu shora a v půdorysu výkopu se kreslí: Trvalé šachtice (drenážní) nebo jímky pro čerpání vody ve výkopech (popř. v dokončeném objektu) schematickým obrysem tlustou plnou čarou a s odkazem na výkres podrobnosti apod. Vnější obrys obvodových stěn, obvodových pilířů a sloupů nad základy tlustou čerchovanou čarou se dvěma tečkami. Vztažné přímky modulové sítě tenkou čerchovanou ukončenou kroužkem s označením.

135 Zásady zakreslování výkopů

136 Zásady zakreslování výkopů V půdorysu se kótují : Půdorysné rozměry jednotlivých figur, vazba ke vztažným přímkám a k prvkům vytýčení - délkovými kótami. Velikost sklonu šikmé stěny výkopu - poměrem výšky k délce psaným nad šipkou. Úroveň dna jednotlivých částí výkopů (figur) - relativním výškovými kótami, úroveň dna hlavní figury rovněž absolutní výškou.

137 Zásady zakreslování výkopů

138 Zásady zakreslování výkopů V půdorysu se kótují : Půdorysné rozměry jednotlivých figur, vazba ke vztažným přímkám a k prvkům vytýčení - délkovými kótami. Velikost sklonu šikmé stěny výkopu - poměrem výšky k délce psaným nad šipkou. Úroveň dna jednotlivých částí výkopů (figur) - relativním výškovými kótami, úroveň dna hlavní figury rovněž absolutní výškou.

139 Zásady zakreslování výkopů Ve svislém řezu výkopu se kreslí: Obrys stěn i dna figur výkopu a obrys pracovní plochy navazující na prostor výkopu velmi tlustou plnou čarou. Obrysy stěn i dna figur, které leží nejblíže k řezové rovině: Viditelné obrysy za řezovou rovinou - tlustou plnou čarou. Zakryté obrysy za řezovou rovinou - tlustou čárkovanou čarou. Obrys původního povrchu pracovní plochy v místě prostoru výkopu (např. uvnitř stavební jámy) - tenkou čerchovanou čarou se dvěma tečkami.

140 Zásady zakreslování výkopů Ve svislém řezu výkopu se kreslí: Úroveň hladiny podzemní vody - tenkou čerchovanou čarou se dvěma tečkami, s doplněním výškovou kótou a grafickou značkou. Rozhraní hornin různých tříd těžitelností - tenkou tečkovanou čarou s připsáním písmenného označení TR a třídy těžitelnosti podle ČSN ; namísto třídy těžitelnosti lze podle potřeby shodným způsobem zakreslit rozhraní skupin zemin zatříděných podle ČSN EN ISO s příslušným popisem. Vnější obrysy obvodových konstrukcí objektu - tlustou čerchovanou čarou se dvěma tečkami.

141 Zásady zakreslování výkopů

142 Zásady zakreslování výkopů

143 Kreslení plošných základů Půdorys plošných základů se zobrazuje v pohledu shora (hornina ani zásypový materiál se nekreslí). V půdorysu základu se kreslí: Vnější obrys základu v úrovni základové spáry velmi tlustou plnou čarou. Ostatní hrany základu viditelné v pohledu shora tlustou plnou. Vnější obrys základu v úrovni základové spáry zakrytý jinou konstrukcí (neviditelný v pohledu shora) a změna výškové úrovně základové spáry (spodní úrovně základu) velmi tlustou čárkovanou čarou. Obrysy stavebních konstrukcí pokračujících nad základy tlustou čerchovanou čarou.

144 Kreslení plošných základů V půdorysu základu se kreslí: Podkladní vrstvy a podsypy pod základy tlustou čárkovanou čarou. Prostupy v základech tlustou čárkovanou čarou. Sklon šikmých ploch základových spár šipkami ve směru spádu tenká plná čár. Vztažné přímky modulové sítě tenká čerchovaná čára na konci ukončená kroužkem, do kterého se vepíše písmenné a číselné označení.

145 Kreslení plošných základů

146 Kreslení plošných základů V půdorysu základu se kótují: Půdorysné rozměry základů a jejich umístění vzhledem ke vztažným přímkám, k vytyčovací síti a ke konstrukcím pokračujícím nad základy délkovými kótami. Úrovně základové spáry, popř. i úrovně horních ploch základu relativními výškovými.

147 Kreslení plošných základů

148 Kreslení plošných základů Ve svislém řezu (průřezu) základem se kreslí: Vnější obrysy konstrukcí zobrazených v řezu Tlustou plnou: pokud se plocha řezu graficky označuje šrafuje). Velmi tlustou plnou: pokud se plocha řezu graficky neoznačuje. Viditelné obrysy za řezovou rovinou (jen ve svislém řezu) a rozhraní mezi jednotlivými materiály (i ve styku s horninou) tlustou plnou čarou. Obrysy konstrukcí zakrytých (jinou konstrukcí, nebo horninou) tlustou čárkovanou čarou. Prostupy v základech tlustou čárkovanou čarou. Označení materiálu základu, horniny (zeminy), zásypového i obsypového materiálu - graficky podle ČSN

149 Kreslení plošných základů

150 Děkuji za pozornost Ing. Michal Kraus, Ph.D.