ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE PLOŠNÉ
Klíčové pojmy: Plošné základy, základové patky, základové pasy, základové rošty, základové desky, monolitické základy, prefabrikované základy
PLOŠNÉ ZÁKLADY
Plošné základy jsou nejrozšířenějším typem základových konstrukcí. Plošné základy jsou využívány v případech, kdy pod základovou spárou je dostatečně únosná vrstva zeminy. Materiál základových konstrukcí musí odolávat účinkům zatížení a zemní vlhkosti. Minimální hloubka založení je 800 - 1 200 mm pod povrchem tak, aby byla základová spára v nezámrzné hloubce. Nejčastějšími používanými materiály je lomový kámen, beton nebo železobeton. Mezi základy plošné patří základové patky, základové pasy, rošty a desky.
ZÁKLADOVÉ PATKY
Základové patky jsou základové konstrukce, které se provádějí většinou pro založení skeletového konstrukčního systému. Základové pátky přenášejí bodové zatížení od sloupů do základové půdy. Půdorysný tvar patek je většinou čtvercový, méně často pak obdélníkový či kruhový. Čtvercové patky se navrhují zejména při centrickém zatížení. Základové patky jsou výhodné ekonomicky i výrobně, pokud jejich strana není větší jak polovina osové vzdálenosti sloupů, jinak jsou účelnější roštové, deskové nebo pilotové základy.
Svislé vnitřní konstrukce jako jsou dělící stěny, obvodové konstrukce či schodišťové stěny se zakládají na základových překladech nebo základových prazích, které přenášejí zatížení na jednotlivé patky.
Tvarové, materiálové a rozměrové řešení základových patek závisí na kotvení sloupů nebo jiných konstrukcí uložených na patkách. Patky mohou být jednostupňové nebo dvoustupňové.
Rozdělení základových patek dle technologie provádění:
- Monolitické základové patky
- Základové patky z prostého betonu
- Železobetonové základové patky
- Základové patky proložené kamenem
- Montované základové patky
- Kalichové patky
- Plné patky
Základové patky monolitické
Monolitické patky se provádějí z prostého betonu nebo ze železobetonu, popřípadě jako kombinované:
- Patky z prostého betonu se používají pouze pro malé půdorysné rozměry (do max. 2 m velikosti strany), při centricky působícím zatížení a v základové spáře s přípustnou únosností nad 2 MPa. Plocha patky je definována zatížením a přípustnou únosností základové půdy. Výška monolitických patek je dána velikostí vyložení a roznášecím úhlem. V případě, že výška patky je vyšší než 1 metr, navrhují se patky stupňovité. Patky z prostého betonu je možné betonovat přímo do bednění.
- Patky ze železobetonu se navrhují v případě větších půdorysných rozměrů, při excentricky působícím zatížení a v základové půdě s přístupným namáháním do 0,15 MPa. Železobetonové patky jsou poměrní nízké, neboť hodnota roznášecího úhlu tgα je 0,5 – 1. Horní povrch patek je nejčastěji skosený. V případě, kdy úhel sklonu horní plochy je menší než 35 °, je možné horní část patek betonovat bez bednění. Při větším sklonu je bednění nutné. Patky se betonují do připraveného bednění, pro které je nutno rozšířit výkop na každé straně o potřebný manipulační prostor. Pod železobetonové patky je nutné provést podkladní betonovou vrstvu o tloušťce 50 až 100 mm jako ochranu výztuže proti korozi.
Základové patky prefabrikované
Prefabrikované základové patky vyrobené že železobetonu nebo z předpjatého betonu se používají pro montované skeletové konstrukce. Prefabrikované patky mohou mít různé půdorysné tvary (pravoúhelné, kruhové, mnohoúhelníkové, hvězdicovité aj.). Nejrozšířenější jsou patky pravoúhlých průřezů. Prefabrikované patky se vyrábějí ve dvou základních konstrukčních variantách:
- Patky kalichové neboli patky hnízdové mají prohlubeň, do které se osazuje prefabrikovaný sloup na lože z cementové malty a po zajištění polohy se zabetonuje.
- Patky plné jsou vyráběny jako jednostupňové nebo vícestupňové. Spojení sloupu s patkou zajišťuje kotevní výztuž vkládaná do otvorů v patce a zalévaná cementovou maltou. Výztuž se přivařuje k okované patě sloupu.
Prefabrikované základové patky se ukládají buď na podkladní dílce, nebo na roznášecí monolitickou desku. Rozměry se určují výpočtem ze zatížení sloupu a únosnosti základové půdy. Základová spára musí být vyrovnána vrstvou písku nebo podkladního betonu v tloušťce 100 a 150 mm. Na patky je možno ukládat i základové překlady, tzv. prahy, pro vynášení obvodového pláště budov.
ZÁKLADOVÉ PŘEKLADY
Lehké průběžné konstrukce (stěny nepodsklepených lehkých budov, obvodové zdi atd.) je možno založit na základový překlad, kterým se zatížení přenáší na základový blok se základovou spárou v nezámrzné hloubce.
ZÁKLADOVÉ PASY
Základové pasy se používají pro založení nosných i nenosných stěn od 6 N/m2 – tj. zatížení přibližně příčky tloušťky 150 mm a výšky 3 m. Lehčí příčky a konstrukce se ukládají přímo na vyztužený podkladní beton. Minimální rozměr základového pasu je 300 x 300 mm. Sloupy se zakládají na základových pasech v případech, kde patky vycházejí příliš velké nebo u skeletů s nestejně zatíženými stropy.
Základový pas tvoří souvislý nosník o průřezu, který může mít tvar obdélníkový, stupňovitý, deskový nebo žebrový. Podle použitého materiálu rozlišujeme základové pasy z lomového kamene z prostého betonu ze železobetonu. Betonové a železobetonové konstrukce mohou být monolitické nebo prefabrikované.
Šířka základového pasu (b) je dána zatížením a přípustnou únosností základové půdy. Výška základového pasu (h) se odvodí z velikosti rozšíření základů (a) v závislosti na velikosti roznášecího úhlu a rovněž přípustným namáháním základové půdy. Pro výpočet výšky základového pasu platí obecný vztah: h = a.tgα, kde tgα je pro lomový kámen 2 – 3, pro prostý beton 1,5 – 2 a pro železobeton 0,5 – 1.
Základové pasy z lomového kamene
Pasy z lomového kamene se používají již pouze ojediněle. Nejčastěji používaným kamenem je opuka. Základové pasy z ložného kamene je možné použít pro málo zatížené stěny. Pasy je možné provést jednostupňové nebo dvoustupňové.
Základové pasy z prostého betonu
Základové pasy z prostého betonu se používají pro stěnové konstrukce. Mohou být jednostupňové (obdélníkový průřez) nebo odstupňované při větší výšce základu. Pasy z prostého betonu mají minimální rozměr 300 x 300 mm
Železobetonové základové pasy
Železobetonové pasy se používají pro velká zatížení přenášená na základy při méně únosné a nestejnorodé základové půdě. Tvar železobetonových pasů může být obdélníkový, se sešikmenou horní plochou nebo průřez obráceného T. Železobetonové pasy se u skeletových konstrukcí ukládají buď podélně, nebo příčně shodně se směrem průvlaků. Tuhost základových pasů u rozsáhlých budov lze zvýšit ztužujícími pasy umístěnými v kolmém směru k hlavním základovým pasům. Pod železobetonové pasy je nutné provést podkladní vrstvu.
Prefabrikované základové pasy
Základové pasy montovaných staveb mohou být provedeny z prefabrikovaných dílců. Montované prefabrikované základy se používají při namáhání základové půdy od 0,2 MPa do 0,35 MPa. Základové bloky se vyrábějí z betonu nebo železobetonu o rozměrech odstupňovaných pro různá zatížení a v délce do 3 metrů. Dílce mají obdélníkový nebo lichoběžníkový průřez. Základové dílce se ukládají do pískového lože o tloušťce 100 až 150 mm, kterým se vyrovnává dno výkopu.
ZÁKLADOVÉ ROŠTY
Základové rošty jsou vytvořeny základovými pasy, zpravidla kolmo na sebe uspořádaných. Základové rošty se používají pro značně zatížené skeletové konstrukce navrhované v nestejnorodém podloží v zeminách o velké stlačitelnosti, v poddolovaném území nebo v seizmicky nestabilních oblastech.
ZÁKLADOVÉ DESKY
Základové desky roznášejí zatížení na celou plochu půdorysu stavby, takže základová půda je namáhána rovnoměrněji než u jiných typů základů. Základové desky se používají v nehomogenní, málo únosné a značně stlačitelné základové půdě. Desky se navrhují, jestliže vypočtená šířka základového pasu vychází tak velká, že by mezi souběžnými pasy zbývalo již jen málo zeminy. Desky se používají při výstavbě výškových budov a pro mimořádně zatížené konstrukce. Základové desky je možné použít i pro zakládání pod hladinou podzemní vody.
Použití základové desky je nutno vždy dobře uvážit, poněvadž je jednak dosti nákladná a náročná na spotřebu hmot a zvláště při nedostatečném stupni vyztužení podléhá poruchám vlivem nerovnoměrného sedání budovy.
Základové desky se provádějí ze železobetonu jako rovné, žebrové, roštové, hřibové, skořepinové nebo lomenicové. Rovné desky mají v celé půdorysné ploše konstantní výšku 400 a 1 200 m a používají se při vzdálenosti nosných stěn nebo sloupů do 4 metrů. Při větší osové vzdálenost svislých konstrukcí nebo při větším zatížení desky je vhodnější desky vyztužit žebry, které lépe odolávají deformacím. Žebra mohou být umístěna nad deskou nebo pod ní. Výhoda desky s horními žebry je, že umožňuje umístění instalací mezi žebra. Nevýhodou je nutné bednění žeber a vytvoření samostatné konstrukce podlahy. Desky se spodními žebry nejsou vhodné pro zakládání pod hladinou podzemní vody z důvodu komplikovaného provádění výkopů a hydroizolace. Silně zatížené skeletové konstrukce mohou být založeny na hřibových nebo roštových základových deskách. Hřibová základová deska je velmi výhodná po stránce výrobní i ekonomické a je také nejčastěji používaná. Jedinou nevýhodou jsou vyčnívající patky nad úroveň podlaží. Místo desky lze navrhnout klášterní klenbu nebo desku zesílenou soustavou trámů, které mají větší tuhost než jednoduchá deska.