Základová půda, druhy a vlastnosti zemin
Vlastnosti hornin a zemin mají rozhodující význam pro zemní práce. Jde zejména o objemovou hmotnost horniny, pórovitost, úhel přirozeného sklonu a těžitelnost a další důležité vlastnosti zemin (pojmové okno). Zeminy se skládají z pevných částic, vody a vzduchových mezer. Pro účely zakládání staveb zatřídění zemin provádíme podle platných norem do skupin a tříd.
Rozdělení zemin podle velikosti pevných částic:
-
Jemnozrnné zeminy (jednotlivé částice nelze spatřit pouhým okem)
-
jíly (velikost částic do 0,002mm)
-
hlíny (velikost částic 0,002 až 0,06mm)
-
-
Hrubozrnné zeminy (jednotlivé částice lze spatřit pouhým okem)
-
písek (velikost částic 0,06 až 2mm)
-
štěrk (velikost částic 2 až 60mm)
-
valouny (velikost částic 60 až 300mm)
-
balvany (velikost částic více než 300mm)
-
Podle charakteristických vlastností a podle obtížnosti rozpojení se horniny zatřiďují do sedmi tříd (ČSN 73 3050 Zemní práce - platná do roku 2010):
-
Třída I.
-
horniny soudržné rypné
-
horniny nesoudržné do velikosti 20 mm
Tyto horniny se dají nabírat lopatou nebo nakladačem.
-
-
Třída II.
-
horniny soudržné lehce rozpojitelné kromě jílů
-
horniny nesoudržné, středně uleželé do 50 mm
Tyto horniny se dají rozpojovat rýčem nebo nakladačem.
-
-
Třída III.
-
horniny soudržné, středně rozpojitelné, pevné konzistence
-
horniny nesoudržné s kameny do 100 mm
Tyto horniny se dají rozpojovat rýčem nebo rypadlem.
-
-
Třída IV.
-
horniny soudržné, těžce rozpojitelné, tvrdé konzistence
-
horniny nesoudržné s kameny do 250 mm
-
silně zvětralé a rozpukané horniny
-
horniny kašovité a tekuté
Jde o drobivé pevné horniny rozpojitelné klínem, rypadlem.
-
-
Třída V.
-
skalní a poloskalní horniny v tloušťce do 250 mm
-
silně rozpukané horniny
-
horniny nesoudržné s kameny většími než 250 mm
Jde o horniny lehce trhatelné, rozpojitelné rozrývači, těžkým rypadlem, trhavinami.
-
-
Třída VI.
- Skalní horniny velmi nesnadno trhatelné do tloušťky vrstev 250 mm
Tyto horniny jsou těžko trhatelné těžkými rozrývači, trhavinou např. žula, rula, křemité břidlice.
-
Třída VII.
- Skalní horniny velmi nesnadno trhatelné
Jde o horniny velmi těžko trhatelné, rozpojitelné trhavinami např. čediče, znělce.
Ve stavební praxi se setkáváme s dalším rozdělením základové půdy:
-
Skalní půdy – mají rozdílné minerální složení a strukturu odvislou od geologického původu. Tyto základové půdy vykazují značnou únosnost, závisí na druhu horniny.
-
Nesoudržné zeminy – jedná se především o písky, písčité štěrky, kamenopísčité suti, různé písčité zvětraliny a materiály, které nejsou stmeleny. U nich závisí pevnost na tření částic mezi sebou a stlačitelnost je závislá na ulehlosti či nakypření. Nesoudržné zeminy špatně zadržují vodu, vlhkostí neměknou, jejich únosnost není ovlivněna vlhkostí. Jemné písky však mohou vykazovat velkou stlačitelnost a možnost vyplavování písků ze základové spáry. Výkopové práce je nutno provádět opatrně, aby nedošlo k sesouvání. Ve většině případů jsou nesoudržné zeminy vhodné pro zakládání staveb.
-
Soudržné zeminy – do této skupiny řadíme spraše, suché nebo málo zvlhlé, dále pak jíly, jílovité zeminy, hlinité zeminy a sprašové hlíny. Pevnost těchto hornin je dána soudržností, jsou stlačitelné a propustné. Tyto zeminy dobře přijímají a drží vodu a jejich únosnost se zlepšuje s klesajícím obsahem vody. Jejich vhodnost pro zakládání je dána poměrem jednotlivých složek.
-
Organické neúnosné základové půdy – patří sem sedimenty organického původu, jako jsou rašeliny, bahnité náplavy atd. Tyto základové půdy jsou pro zakládání budov nevhodné a v případě založení finančně náročné.
-
Násypy – únosnost násypů je odvislá od vlastností užitých materiálů, jejich stáří a ulehlosti jednotlivých vrstev násypů.
Vhodnost zemin a hornin pro zakládání:
-
Velmi vhodné
- poloskalní horniny
-
Vhodné
-
skalní horniny – vysoká únosnost, vyšší náklady při zakládání
-
hrubý štěrk - pevně ulehnutý stavební štěrk
-
soudržné zeminy - písčitá hlína, zahliněný písek, spraše
-
nesoudržné zeminy - písek a štěrkopísek
-
-
Nevhodné
-
vodou nasycené, promočené zeminy (bláto), rašelina - tyto zeminy je nutno odvodnit nebo vyměnit, což bývá velmi náročné
-
ornice
-
znečistěné vrstvy zemin, odpadové skládky
-
zeminy v území s nebezpečím sesouvání
-
Základové poměry
Jednoduché základové poměry jsou ty poměry, kde se v rozsahu staveniště nemění jednotlivé vrstvy hornin a tyto vrstvy jsou uloženy v přibližně vodorovných vrstvách. Podzemní voda neovlivňuje založení stavby.
Složité základové poměry jsou poměry, kde se mění základová půda pod objektem a jednotlivé vrstvy nejsou vodorovně uloženy. Podzemní voda ovlivňuje založení objektu.
Dílčí lekce
Zdroje
- ČSN 733050 Zemní práce. Praha: Český normalizační institut 1986.
- HÁJEK, Václav a kol. Pozemní stavitelství I. Praha: Sobotáles, 2001. ISBN 80-85920-81-6.
- MACEKOVÁ, Věra. Pozemní stavitelství II. – Zakládání staveb, Hydroizolace spodní stavby. Brno: FAST 2006, studijní opory.
- PENDL, Karel a kol. Příručka pro zedníky. Praha: Sobotáles, 1999.
- TIBITANZL, Otomar. Stavební technologie I. Pro SOU obor Zedník. Praha: Sobotáles, 2005. ISBN: 978-80-86817-09-5.
Obrázky:
- Obr: 1: SIBIII. Zrnitost zemin [online]. [cit. 2014-02-10]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Zrnitost_zemin.
Přílohy
Doplňující učivo
Zlepšování základové půdy.
Pokud v daném území, kde máme budovat zamýšlenou stavbu, nejsou vhodné geologické poměry a zemina nemá dostatečnou únosnost, vykazuje značnou stlačitelnost nebo jsou zde i jiné problémy, musíme přistoupit ke zlepšování základové půdy.
Zlepšování základové půdy se týká především zvětšení smykové pevnosti, zmenšení deformací i zmenšení propustnosti. Změnu vlastností základové půdy lze docílit například těmito postupy:
1. Nahrazování zeminy jinou vhodnější zeminou - konstrukce štěrkopískových polštářů, které se zhutňují po vrstvách o tloušťce asi 30 cm.
2. Termické zpevnění podloží - tzv. vypalování půdy. Tato metoda se používá hlavně u soudržných zemin. Její princip spočívá v zahřátí zeminy proudem horkých plynů o teplotě 9000 C, které se zavádějí do svislých, šikmých a horizontálních vrtů. Jednotlivé půdní částice se pak spojí v pevný celek.
3. Injektování podloží - jílové, cementojílové, cementové, chemické injekce. Injektážní hmota se vhání do základové půdy pod tlakem (0,2–2 MPa) pomocí injekčních jehel zasunutých do pažnic ocelových trub.
4. Odvodnění podloží - únosnost zvodnělé základové půdy zvětšíme snížením množství vody a trvalým snížením hladiny podzemní vody.
5. Vyztužování podloží - provádí se speciálními rohožemi, které zamezují posunutí a vytlačování zeminy z podloží a celkově zvyšují stabilitu. Rohože mohou být hliníkové, ocelové, plastové, patří zde i geotextilie.
6. Další možnosti.
Více o zlepšování základové půdy zde: http://www.soletanche.cz/technologie_zlepsovani_zakladovych_zemin/?l=
Odkaz
Postup zkoušky zrnitosti kameniva a zemin (učivo přílohy) si můžete prohlédnout zde :
Obr. 1: Prosévací souprava
Samostatná práce
Podle toho, jak horniny vznikaly, se dělí na:
- vyvřelé, magmatické,
- usazené, sedimentární,
- přeměněné, metamorfované.
Pokuste se stručně vysvětlit, jak vznikají horniny vyvřelé, usazené a přeměněné.
Své znalosti si můžete ověřit na těchto stránkách:
http://eluc.railsformers.com/sections/329
http://eluc.railsformers.com/sections/333
http://eluc.railsformers.com/sections/336
Vhodné i pro žáky ZŠ.