Pro jílovité základy je typické mrazové kypření zemin. Tento jev způsobuje stavebníkům velké potíže. Při vybočení jsou možné nerovnoměrné deformace základů budovy a vznik trhlin.
Povaha tohoto jevu
Nárazy jsou způsobeny vlastnostmi vody. Tato kapalina se liší od všech ostatních látek na naší planetě. Na rozdíl od jiných, když mrzne, nezmenšuje objem, ale zvětšuje se asi o 9 %.
Pokud k tomuto procesu dojde v blízkosti základu, tlak na konstrukci se výrazně zvýší. To může způsobit, že určitá oblast nadace stoupá výše než ostatní.
Aby se problém objevil, je nutný současný vliv dvou faktorů: vody a záporné teploty. K tomu často dochází v jílovitých půdách, které dobře udržují vlhkost. Při vysokých hladinách podzemních vod je také zvýšená pravděpodobnost mrazu. Pokud má půda nízký obsah vlhkosti, pak je riziko deformace nízké. V tomto případě je půda nejvíce nasycena vodou na jaře kvůli vysoké vodě, ale zvýšení teploty zabraňuje bobtnání.
Mrazové nadzvedávání půdy obvykle postihuje vnější stěny budovy. Ve středu budovy se půda zahřívá tepelnými ztrátami, ale po obvodu není chráněna před zimním chladem. Tady se zvedají základy. Nerovnoměrné deformace jsou nejnebezpečnějším typem posunu. Důsledkem tohoto jevu je vznik trhlin v základech a stěnách domu.
Podle SP 22.13330.2011 zahrnují těžební zeminy tyto typy zemin:
- jíly, hlíny, písčité hlíny;
- jemné a prašné písky;
- hrubozrnný s jemným kamenivem.
Porézní půdy (hrubé klastické horniny bez jemného kameniva, střední a hrubý písek) prakticky nejsou náchylné na mrazové vzdouvání. Jednak dobře propouštějí vodu a nezadržují ji ve vrchních vrstvách. Mrznutí začíná nahoře, vlhkost je postupně vytlačována do hlubších vrstev, aniž by na své cestě narazila na překážky. Za druhé, čím více pórů v půdě, tím menší tlak při zvedání. Voda při expanzi jednoduše vyplní volný prostor, aniž by ovlivnila základ. Právě porézní podklady se stanou preferovanou základní variantou pro výstavbu ve střední zóně.
Hlavní charakteristiky, které ovlivňují pravděpodobnost vzniku mrazu během výstavby a provozu budovy, jsou:
- typ půdy a její fyzikální a mechanické vlastnosti;
- klimatické vlastnosti oblasti;
- hladina podzemní vody;
- typ základu, tvar a rozměry podešve.
Metody proti zvednutí
Aby se zabránilo tangenciálním silám mrazu, je nutné vyloučit alespoň jeden z faktorů jejich výskytu: vodu nebo chlad. Je důležité zajistit, aby na úrovni základové základny nevznikl žádný jev. Ale nadzvedávání může mít také negativní vliv na konstrukci na výšku (vodorovný dopad). Je důležité na to nezapomínat.
Přiřazení hloubky
Nejjednodušší způsob, jak zabránit zvednutí půdy na úrovni základny, je podepřít základ pod hloubkou mrazu. Hloubka zamrznutí závisí na klimatické oblasti. K jeho určení použijte SP 131.13330.2012 a SP 22.13330.2011, které představují vzorce pro výpočet v závislosti na klimatických podmínkách. Při vlastní konstrukci můžete použít přibližné hodnoty. K tomu existují speciální mapy (ze starého SNiP „stavební klimatologie a geofyzika“, která již není platná) nebo hotové tabulky, které se pro velká města počítají pomocí vzorců z výše uvedených dokumentů.
Pro referenci lze použít mapu hloubky mrazu, v současnosti se hloubka mrazu vypočítává pomocí speciální techniky.
Tato metoda poskytuje vysokou spolehlivost, ale často vede k překročení nákladů. Zvláště pokud v domě není suterén, není taková hloubka potřeba. Metoda se navíc často kombinuje s jinými.
Důležité! Prevence mrazu musí být komplexní. Je vhodné pečovat o chlad i vlhko zároveň. Proto kontrolní metody nejčastěji současně zahrnují kompetentní stanovení hloubky instalace, izolace, vysoce kvalitní hydroizolace a drenáže.
Také při nastavování hloubky základů se bere v úvahu hladina podzemní vody (GWL). Na základě informací z SP 22.13330.2011 lze sestavit následující tabulku s požadavky s přihlédnutím k půdnímu typu i hladině podzemní vody.
- skalnatý;
- Hrubý;
- střední až hrubý písek.
- malý;
- zaprášený.
- hlína;
- hlína.
Aby bylo možné zjistit typ půdy na místě a hladinu podzemní vody před zahájením stavebního procesu, bude nutné provést testy. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je použít jámy nebo ruční vrtání. Nalezený pozemek přitom zkoumají a vizuálně určují jeho typ. V tomto případě se vyplatí použít GOST „Půdy. Klasifikace“, která poskytuje popis důvodů. Vrt pro zjištění hladiny podzemní vody se doporučuje provádět na jaře na několika místech na pozemku, z nichž alespoň jeden by měl být umístěn v nejnižším místě.
Odvodnění
K odstranění přebytečné vlhkosti z prostoru budovy je zapotřebí drenážní systém. Tímto způsobem je možné eliminovat jeden z faktorů mrazu. Drenážní trubky jsou položeny 20-30 cm pod základnou základu. V tomto případě by horizontální vzdálenost od konstrukce neměla přesáhnout 1 m. Pro odvodnění se používají trubky o průměru 10 až 20 cm.Trubky se ukládají do vrstvy drceného kamene nebo štěrku, obalené geotextilií, aby se zabránilo ucpání.
Drenáž kolem základu.
Nahrazení půdy
Pokud se v oblasti nachází těžká zemina s nízkou pevností, může být rozumným řešením výměna zeminy na celou výšku základu. V tomto případě se odstraní slabá půda a na její místo se nalije písek střední nebo hrubé frakce.
Méně rozsáhlým počinem by bylo zasypání základových dutin netěžným materiálem (stejným pískem). Tím se eliminuje možnost působení mrazu na boční povrch stavebních konstrukcí.
Zásyp musí být proveden vrstvu po vrstvě s hutněním. Tloušťka jedné vrstvy se bere na 20 cm.Nejjednodušší způsob zhutnění písku je zalití vodou.
Ohřev
Dalším způsobem, jak bojovat proti mrazu, je izolace základů. Zřídka se používá jako samostatné řešení, obvykle tepelná izolace doplňuje hydroizolaci a drenáž. Izolace základů zahrnuje dvě fáze:
- vertikální ochrana vnější části základu;
- teplá slepá oblast.
Tepelná izolace stavebních konstrukcí zabraňuje jejich destrukci vlivem chladu. Teplá slepá oblast zvětšuje chráněný obrys. Posouvá mrazivou zónu mimo stěny domu. Díky tomu je možné eliminovat nebezpečí pro vnější ploty a základy.
Teplá slepá oblast obsahuje následující vrstvy:
- hydroizolační materiál položený na vyrovnaném podkladu;
- polštář z písku nebo drceného kamene 30 cm, položený s hutněním vrstvy po vrstvě;
- tepelně izolační materiál;
- pokrývající slepou oblast.
Slepá oblast se používá jako tepelně izolační materiál, který se používá pro celý základ. Ideální možností by byla extrudovaná polystyrenová pěna (častěji nazývaná penoplex). Tato izolace má dobré pevnostní a tepelně izolační vlastnosti a je odolná proti vlhkosti. Pěnový plast může být levnou alternativou, ale stojí za zvážení, že potřebuje dobrou hydroizolaci a má relativně nízkou pevnost.
Hydroizolace
Vertikální a horizontální hydroizolace základů není jasnou pomůckou v boji proti mrazu, ale je součástí obecného souboru opatření na ochranu základů před vlhkostí a chladem.
Jako vertikální izolace se nejčastěji používají bitumenové tmely, válcované materiály a speciální membrány. Vodorovný je položen podél okraje základu (materiál role).
Správná ochrana základů před mrazem je celá řada opatření. Než se vypořádat s fenoménem, stojí za to zvážit každou fázi práce.
Pro provedení mělkého pásového základu (MSLF) na zvednutých půdách bude nutné zajistit soubor ochranných opatření. Tato technologie je relevantní pro budovy, které neplánují mít suterén. Výstavba hlubinných základů v tomto případě povede k nepřiměřenému překročení nákladů.
Co je nadzvedávání půdy a proč je nebezpečné?
Nadzvedávání půdy je přirozený jev, ke kterému dochází, když jsou současně přítomny dva faktory:
- teplota pod 0 °C;
- vlhkost.
Voda je jedinečná látka. Je to jediná ze všech látek na planetě, která se při ochlazení rozpíná (hustota sladké vody je přibližně 1000 g/m3 a hustota ledu 917 g/m3). Pokud je v zimě v půdě vlhkost, půda nabývá na objemu. V tomto případě vznikají napětí, která se snaží vytlačit základ ze země.
Rovnoměrné deformace nejsou pro stavbu tak nebezpečné, ale při zvedání nejsou stejné. Uprostřed domu je teplota půdy vyšší a síly mrazu jsou zde slabší. Na okrajích budovy jsou silné, protože vytápění z interiéru je menší. Vnější stěny domu stoupají více než vnitřní, což vede ke vzniku trhlin v základech, stěnách a příčkách.
Působení mrazivých sil.
Jaké půdy se vzdouvají
Před návrhem a výstavbou základu je nutné provést geologické průzkumy. Pomohou určit, které vrstvy půdy leží na místě. Pokud není možné objednat odbornou studii, můžete ji provést sami kopáním děr nebo ručním vrtáním. Při určování typu půdy byste se měli řídit popisy v GOST „Půdy. Klasifikace”.
Podle této normy je půda rozdělena do 5 skupin:
- nadměrně se zvedající;
- vysoce zvedající se;
- střední zvedání;
- mírně se zvedá;
- nenafouklé (podmíněně).
U všech skupin, s výjimkou poslední možnosti, musí být přijata opatření k ochraně mělkého pásového základu na zvednutých půdách. Mezi podmíněně nezatěžující půdy patří hrubé klastické typy, písek hrubé a střední frakce. Tyto materiály dobře filtrují vlhkost, takže jde do spodních vrstev. V tomto případě by hladina podzemní vody měla být pod hloubkou základů.
Vzduté půdy neumožňují dobře procházet vodou, takže srážky se ve vrstvě snadno hromadí. Tyto typy zahrnují hlínu, hlínu a písčitou hlínu. Také se musíte zbavit nadzvedávání v jemných písčitých a prašných půdách. Stavba na druhém se nedoporučuje, je lepší zcela nahradit půdu hrubým pískem.
Rozsah použití MZLF
U malých staveb bez podsklepení se používá mělký pásový základ. Tato možnost sníží finanční a pracovní náklady na výstavbu pásu pod domem snížením objemu betonu a množství výztuže. V tomto případě musí být pevnostní charakteristiky půdy dostatečné pro podporu budovy. Nejprve musíte provést výpočet.
Schéma zařízení MZLF.
Tento typ základů se také používá, když se voda vyskytuje v zemi ve vzdálenosti 1,5 m nebo více. V tomto případě není možné použít hlubokou pásku bez nákladných opatření na snížení vody.
MZLF se nejčastěji instaluje pod budovy z relativně lehkých materiálů:
- dřevo;
- dřevěné panely (rámové domy);
- lehký beton (pěnový beton, pórobeton atd.).
Hloubka pásky se může lišit. Nejčastěji se přiděluje v rozmezí 70 – 100 cm.Přesná hodnota závisí na pevnostních charakteristikách zeminy, počtu podlaží budovy a použitých stavebních materiálech. V tomto případě by měla být hladina zemní vlhkosti 50 cm pod úrovní základny. Jinak hrozí poškození konstrukce.
Jak chránit MZLF před zvednutím na jílovitých půdách
Nejběžnějším způsobem, jak řešit vzdouvající se zeminy, je položit základnu pod bod mrazu (stanoveno podle SP 22.13330.2011). Ale v mnoha regionech je tato značka příliš hluboká, náklady na výstavbu výrazně rostou.
Soubor opatření na ochranu MZLF před zvednutím.
Při instalaci mělkého pásového základu na vzdouvajících se jílových půdách se ochranná opatření provádějí v komplexu. V tomto případě se řídí ustanovením 11 SP 45.13330.2012. Je důležité zabránit vystavení chladu a vlhkosti současně. Ochrana MZLF se provádí v následujícím pořadí:
- z nepěnivého materiálu. Předepisuje se o tloušťce 30-50 cm.Vyrábí se z hrubého nebo středního písku. Písek se také používá k vyplnění dutin po stranách základu. Tento přístup vyloučí vliv zvedání zeminy na boční povrch konstrukce. Aby se zabránilo zanášení, je pod pískový polštář umístěna vrstva geotextilie. na úrovni základny základu. Potrubí je položeno ve vzdálenosti nejvýše 1 m od boční stěny pásky. Hloubka je nastavena na 20-30 cm pod základnou základu. Sklon drenážního potrubí závisí na průměru jeho průřezu. a izolace svislé plochy pásového základu. Funkci izolace pro teplo a vlhkost může převzít extrudovaný pěnový polystyren (například penoplex). Materiál je připevněn na celou výšku pásky včetně základny. Je zakázáno používat levnější pěnový plast místo penoplexu. Má mnohem menší zdroj.
- Izolovaná slepá oblast. Tento prvek také plní funkci hydroizolace, která zabraňuje pronikání atmosférické vlhkosti do základu. Položením penoplexu pod vnější vrstvu slepé oblasti bude možné zabránit zamrznutí půdy v bezprostřední blízkosti budovy.
- Odvodnění bouří. Při terénních úpravách území je důležité zajistit účinné odstranění přebytečné vlhkosti z místa.
Stavba základů na jílovité zdvižené půdě se provádí v létě. Je důležité zatížit konstrukci před nástupem chladného počasí. V případě nuceného zastavení výstavby je nutné provést celou řadu konzervačních opatření.
Alternativní možnosti
Mělká páska má sníženou nosnost. Nedoporučuje se používat pro masivní budovy. Pokud potřebujete postavit zděnou nebo betonovou budovu na zdvižené půdě, je lepší dát přednost mělké základové desce.
Také byste neměli používat MZLF, když se hladina podzemní vody nachází ve vzdálenosti menší než 1,5 m od povrchu půdy. Pro zděný nebo betonový dům (včetně lehkého betonu) je v tomto případě vhodná nezasypaná deska. Pro rám nebo dřevěný dům můžete použít kovové šroubové piloty.
Správný výběr typu základu a dodržování technologie jeho výstavby zabrání negativnímu vlivu zvednutí zemin. Je důležité podniknout všechny kroky k ochraně konstrukce před chladem a vlhkostí.
