V létě roku 2017 zveřejnila společnost TECHNONICOL v otevřeném přístupu standard Organizace "Výstavba budov a konstrukcí. Mělké základy. Materiály pro návrhy a instalační pravidla. Tento dokument obsahuje informace o konstrukci a konstrukci různých typů mělkých základů na různých typech základů, o opatřeních, která zajišťují spolehlivost a trvanlivost základů postavených na úpatí půdy, stejně jako alba uzlů na mělkých základech.
Proč potřebujeme standard pro nadace?
Základem je spodní část konstrukce, která slouží k přenášení zatížení z konstrukce na zem (půdy). Rozhodnutí o návrhu a výstavbě nadace musí být v souladu s požadavky stávajících regulačních dokumentů: zajistit pevnost, spolehlivost a trvanlivost nadací a být ekonomicky opodstatněná.
Soukromí vývojáři ve výstavbě budov a konstrukcí často rozhodují bez zohlednění údajů inženýrských a geologických průzkumů a bez provedení potřebných výpočtů. Taková rozhodnutí mohou v budoucnu vést k řadě problémů: zaplavení základů, poškození a zničení stavebních konstrukcí, nadměrné náklady na výstavbu a provoz budov a staveb.
Často se stává, že je vybráno řešení s nadbytečnými vlastnostmi. Například při výstavbě chaty, při stavbě lehkých rámových panelových domů, se rozhoduje o vybudování pásové základny, které musí být zakopané pod hloubku mrazu (například pro Moskvu je to více než 1, 5 metru). Při stavbě takového základu je zapotřebí velké množství materiálu, je příprava základů komplikovaná.
Dalším důležitým problémem je špatná kvalita vyvýšených základů. Velmi často se typ nadace, materiály pro něj a metody konstrukce volí podle principu "jako souseda", nebo je vybrána možnost nízkého rozpočtu. Důsledky těchto rozhodnutí mohou být zkráceny životnost budov, nízké pohodlí, zvýšené náklady na údržbu domu a dokonce i zničení.
Mezitím, pokud používáte inženýrsko-geologické průzkumy v návrhu a provádíte potřebné výpočty, je snadné se vyhnout chybám při výběru nadace a při její výstavbě. Norma pro mělké základy je zaměřena na usnadnění procesu navrhování a výstavby základů i ke zlepšení kvality budov a konstrukcí v chalupě a nízkopodlažním stavebním segmentu (dokument je volně dostupný). Díky tomu můžete zvolit typ nadace, který je nejvhodnější pro místní provozní podmínky, provádět potřebné výpočty a vytvářet spolehlivý, trvanlivý a ekonomický nízký hloubkový základ.
Standardní obsah
Dokument obsahuje konstrukční ustanovení a pravidla pro instalaci pro mělké základy budov a konstrukcí pro různé účely až do tří podlaží včetně tříd KS-1 a KS-2 (nízká a normální úroveň odpovědnosti) podle GOST 27751. Tato kategorie zahrnuje nízkopodlažní obytné a veřejných budov, průmyslových, zemědělských budov, garáží a dalších nízkopodlažních budov a zařízení.
Dokument podrobně popisuje fáze návrhu základů (základů). Tento proces zahrnuje volbu založenou na volbách:
- typ podkladu (přírodní nebo umělý);
- typ, konstrukce, materiál a rozměry základů (páska, sloupky, desky atd., železobeton, beton, z kamene nebo cihel atd.);
- opatření, která jsou v případě potřeby použita ke snížení účinků deformací základů na provozní spolehlivost konstrukcí;
- opatření používaná ke snížení deformací okolních budov.
Dokument obsahuje informace o výběru stavebních materiálů a jejich výpočtu, jakož io požadavcích na stavbu mělkých základů a seznam opatření zajišťujících jejich spolehlivost a trvanlivost.
Materiály pro výstavbu základů
Materiály použité při stavbě základů podléhají zvláštním požadavkům na základě údajů z technického průzkumu a výpočtů. Správný výpočet, kromě zajištění spolehlivosti a trvanlivosti, vám umožňuje zvolit ekonomicky vhodné řešení.
Pro tepelnou izolaci základů se doporučuje použít extrudovaný polystyrenový pěnový systém XPS. Materiál má nízkou tepelnou vodivost, vysokou pevnost a téměř nulovou absorpci vody, což je jedna z nejdůležitějších vlastností při použití izolačních materiálů v podmínkách přímého kontaktu s vlhkostí. Také vytlačovací polystyren je odolný vůči chemikáliím a mikroorganismům v půdě a jeho trvanlivost přesahuje 40 let.
Mrazivé zduření půdy a ochrana před ní
Při konstrukci mělkých základů je důležité přijmout opatření k jejich ochraně před účinky mrazuvzdorných sil.
Mrazivé zduření půdy je proces zvyšování objemu a deformace rozptýlených půd během zamrznutí a expanze vlhkosti v nich obsažených. Během rozmrazování odvalovacích půd se dekomprimuje kostra půdy. Základna, která není chráněna před silami mrazu, je vystavena silnému zatížení a často se zdeformuje, což vede k nerovnoměrnému smršťování domu nebo dokonce ke zničení. Standard obsahuje informace o opatřeních ke snížení dopadu sil působících na mrazu na základy a základy.
Mrazivý otok je větší, čím více vody je obsaženo v půdě nad hloubkou zmrazení. Rozptýlené půdy patří k houkání, které, když jde z rozmrazeného na zmrzlý stav, zvyšuje objem kvůli tvorbě ledových krystalů. Hlíny s vysokým obsahem silných částic podléhají mrazu, protože kvůli velmi malé velikosti částic jílu (asi 1 μm) neprocházejí dobře a navíc se vyznačují vysokou kapilární sací vlhkostí. Podle toho jílové půdy téměř vždy mají relativně vysokou vlhkost.
Síly mrazu jsou dvou typů - tangenciální, které působí třením na vertikálně zapuštěných konstrukčních prvcích a normální, které působí ze spodní strany směrem vzhůru kolmo k základně základny. V mělkých základech prakticky chybí tangenciální síly, ale existují normální síly pro zvlnění mrazu.
Ustanovení standardu upravují použití vrstvy sezónně zmrazené půdy jako základové základny. Při budování těchto důvodů je nutné zajistit následující opatření:
- nahrazení nevratné půdy;
- vypouštění vody ze základny;
- izolace suterénu.
V závislosti na hydrogeologických podmínkách mohou být tato opatření použita jak v kombinaci, tak odděleně.
Standard obsahuje metodu pro výpočet tloušťky izolační vrstvy, která pomáhá zabránit deformacím při mrazu pro různé typy základů. Dokument dále obsahuje tabulku s vypočtenou tloušťkou izolace pro různé města Ruska (tabulka 1).
Podle tabulky můžete určit požadovanou tloušťku izolační vrstvy pro různé prvky základů:
dx1 - tloušťka izolace slepé plochy, mm;
Lx1 - šířka izolace slepé plochy, mm;
dx2 - tloušťka izolace vnější části základny, mm;
hx2 - hloubka izolace vnější části základny, mm;
dx3 - tloušťka izolace podlahy zevnitř, mm;
dx4 - tepelná izolace vnitřní části základny, mm;
dx5 - tloušťka tepelné izolace podlahy venku, mm.
Výpočty byly provedeny ve specializovaném programu pro dvourozměrné modelování stacionárních a nestacionárních procesů přenosu tepla HEAT 2 na základě modelovacích teplotních polí.
Limitové výpočty
Norma pro mělké základy je spolehlivým pracovním nástrojem pro výpočet základů budovy na okrajových místech. Účelem tohoto výpočtu je kompetentní výběr materiálů pro konstrukci nadace, která bude chráněna před dosažením limitujících stavů. Přesnost výpočtu vyžaduje zohlednění zatížení základů samotné konstrukce budovy a vnějších faktorů, které ovlivňují fyzikální a mechanické vlastnosti půdy: klimatické charakteristiky, přítomnost podzemních vod, zdroje tepla a tak dále. Zvláštní význam mají tyto výpočty, jestliže je konstrukce postavena na půdách citlivých na změny vlhkosti a teploty - pokles, opuch, fyziologický roztok a hromadění.