Funkce, účel a rozdělení základů

Základy jsou nejspodnější nosné konstrukce stavby, které přenášejí všechna zatížení z nosných konstrukcí do základové zeminy přes vodorovnou základovou spáru (základová spára je plocha, ve které se základy stýkají se základovou půdou) buď plochou nebo pomocí nosných sloupů (zpravidla pilot). Spolu se základovou půdou musí základy zajistit stabilitu celé stavby. Základ musí tedy být navržen tak, aby bezpečně přenesl všechno zatížení ze stavby do základové půdy přes základovou spáru.

Požadavky na základy:

• bezpečně přenést zatížení z konstrukcí stavby na základovou půdu,

• přenést tíhu stavby s minimálními deformacemi a sedáním,

• dodržet minimální hloubku založení podle druhu zemin a klimatického pásma,

• vzdorovat účinkům podzemní vody.

Návrh konstrukce základů závisí na těchto faktorech:

• zatížení (stálé a nahodilé),

• vlastnosti a únosnost základové půdy,

• hloubka a metoda založení - hloubka založení má vliv na velikost sedání stavby. Při větších hloubkách založení je menší sedání.

• druhu budoucí budovy.

Výpočet únosnosti základů a základové půdy

• Zatížení:

  • od horní stavby síla N_c [kN]

  • vlastní tíha G_d [kN]

  • celkové zatížení Ndc = Nc + Gd [kN]

  • napětí v základové spáře σ [kPa]

• Únosnost základové půdy:

  
  

  • výpočtová únosnost základové půdy R_dt [kPa]

Napětí v základové spáře

Konstrukce vytvářejí svým tlakem v podloží napjatostní pole. Vznikají pod nimi izobary, což jsou spojnice bodů stejného napětí. Napětí v základové půdě je vyvoláno napětím od vnějšího zatížení, napětím v základové půdě od vlastní tíhy základové zeminy, kontaktním napětím v základové spáře. Roznášení tlaku do hloubky se přenáší do základové půdy pod úhlem 45° až 60° od základové spáry. S hloubkou od základové spáry se velikost napětí zmenšuje.

Obr. 1: Napětí v základové spáře

Rozměry základů:

• šířka základů b = Ndc/ Rdt [m] Šířka základů závisí na zatížení stavbou a výpočtové únosnosti základové půdy.

• výška základů h = a . tgα [m] Výška základů je určována roznášecím úhlem zatížení v základu. V prostém betonu je roznášecí úhel 60° vzhledem k vodorovné rovině. Čím je větší přesazení základu, tím větší je nutná výška základu. Proto jsou základy z prostého betonu odstupňovány v rozsahu roznášecího úhlu. Pokud vycházejí základy z prostého betonu příliš hluboké, navrhují se z železobetonu, tím se snižuje objem betonu.

Obr. 2: Rozměry základů

Hloubka založení základů

Hloubka založení základů musí být provedena do tzv. nezámrzné hloubky. Tato hloubka je stanovena podle „Mapy hloubek promrzání základové půdy“. Hloubka založení základů závisí dále na stabilitě a sedání stavby, na klimatických vlivech (promrzání a sesychání půdy) a na hydrogeologických a geologických poměrech základové půdy. Dále závisí na charakteru budovy, zda je budova zděná nebo montovaná, podsklepená nebo nepodsklepená a na celkové hmotnosti stavby. Hloubka založení stavby má vliv na sedání stavby. Čím je stavba hlouběji založena, tím je menší sedání a zároveň větší únosnost.

Minimální hloubka založení:

• běžné zeminy h = 800 mm,

• skalní a poloskalní půdy a pod vnitřními stěnami h = 500 mm,

• v horských oblastech, v soudržných půdách s hladinou spodní vody v hloubce menší než 2 m je h = 1200 mm. Jemnozrnné zeminy dobře přijímají vodu, ale špatně ji vytěsňují. Zrna jsou mikroskopická, nekladou moc velký odpor proti nadzvedávání.

• pro konstrukce uvnitř objektu je minimální potřebná hloubka založení h = 400 mm.

Pokud statický výpočet určí hloubku větší, musíme navrhnout hloubku založení větší.

Obr. 3: Minimální hloubka založení

Rozdělení základů

• podle způsobu založení:

  • plošné základy

  • hlubinné základy

• podle tvaru základové konstrukce:

  • základové pásy

  • základové rošty

  • základové patky

  • základové desky

  • piloty

  • základové pilíře

  • základové studny

  • kesony

• podle použitého materiálu:

  • lomový kámen – kamenné základy

  • beton prokládaný lomovým kamenem

  • prostý beton

  • železobeton

  • předpjatý beton

• podle technologie provedení:

  • monolitické základy

  • montované základy

Obr. 4: Druhy základů

.

Zdroje

• 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.
• POLEDNA, Václav. Přestavby budov pro odborná učiliště: obor vzdělávání Zednické práce. Praha: Parta, 2006. ISBN 80-7320-018-X.

Obrázky:

• Obr. 1, 2, 3: KOLÁŘ, Radim. Základové konstrukce [online]. [cit. 2014-04-12]. Dostupný na WWW: http://www.fce.vutbr.cz/PST/kolar.r/files/BH02_prednaska_04_studenti_2012.pdf.
• Obr. 4: Pokud není uvedeno jinak, obrázky jsou z archívu autora.
• Obr. 5 - 6: POLEDNA, Václav. Přestavby budov pro odborná učiliště: obor vzdělávání Zednické práce. Praha: Parta, 2006. ISBN 80 - 7320 - 018 - X.
• Obr. 7: Pokud není uvedeno jinak, obrázky jsou z archívu autora.

.

Testy