Základy a svislé konstrukce

2) Základy, svislé nosné konstrukce Nejspodnější částí budovy jsou základy. Jsou to konstrukce velmi důležité, protože na základech spočívá tíha celé budovy. Vlastní tíha stropních konstrukcí a užitečné zatížení stropů se přenášejí do zdí a těmi až do základů. Kdyby základy nebyly dobře navrženy a provedeny, docházelo by k nestejnému sesedání a praskání zdiva a budovy by se mohly zřítit. Proto se rozměry a tvar základů navrhují podle tíhy budovy a podle vlastností základové půdy. Vlastnosti základové půdy Nejdůležitějšín vlastností základové půdy je její stlačitelnost a z ní vyplývající i její únosnost. Únosnost nebývá stejná. U hornin bývá velká, u některých zemin naopak malá. Proto se na větších stavbách provádí ještě před zahájením stavebních prací průzkum celého staveniště. Na vybraných místech se kopají nebo vrtají sondy a z nich se odebírají vzorky pro laboratoře mechaniky hornin. Tam se pak zjistí pevnost v tlaku, zrnitost, pórovitost, propustnost, smršťování a zamrzání, stlačitelnost apod. Druhy základové půdy Základové půdy se dělí do čtyř skupin ( ČSN 731001 ) : • Horniny sklaní a poloskalní ( vyvřeliny, usazeniny, přeměnné ) • Zeminy štěrkovité ( více než 50% zrn větších než 2 mm ) • Zeminy písčité ( více než 50% zrn menších než 2 mm ) • Zeminy soudržné ( hlína, jíl, písčité hlíny, jílovité zeminy apod. ) Výkopy pro základy Výkopy pro sklepy a základy se dělají ručně, nebo strojně. Na staveništi se vytýčí nejprve stavební čára ; podle ní se vyměří a vykolíkuje vlastní stavba. Pravé úhly se vytyčují dřevěnou úhelnicí nebo pomocí přepony v pravoúhlém trojúhelníku, jejíž délka je 5 m při odvěsnách 3 a 4 m ( věta Pythagorova ). Čtvercový nebo obdélníkový půdorys se kontroluje porovnáním délek úhlopříček, které musejí být stejné. Do kolíků se shora zarážejí hřebíky, aby byly rohy přesněji vymezeny. Zajištění kolíků, které se při výkopu odstraní, se provede lavičkováním. Lavičky jsou delší kolíky zaražené na nároží a proti čelům středních a schodišťových zdí asi 1 m od budoucí stavby. Vyčnívají asi 50 cm nad terén a přibíjejí se na ně prkna, do nichž se zářezy nebo zaražením hřebíků vyznačují prodloužené líce zdí. Po napnutí šňůr obdržíme obrys výkopů základového zdiva, který pak lze olovnicí provážit na terén. Obrys výkopů na terénu se vyznačí prkny zajištěnými kolíky. Vlastní výkop základových rýh ( do šířky 2m ) a stavebních jam ( např. pro sklepy ) se provádí pomocí rýčů, lopat, krumpáčů, klínů a palic, pneumatických kladiv, trhavin, popřípadě strojů podle rozpojitelnosti. Podle rozpojitelnosti ( ČSN 733050 ) se horniny dělí do sedmi tříd :  Rypné – lehce, středně a těžce rozpojitelné  Snadno, nesnadno a velmi nesnadno trhatelné Rozpojené horniny mají větší objem než ve stavu rostlém. Nakypření hornin je přechodné, tj. ihned po rozpojení a trvalé po dokončení slehnutí. Přechodné nakypření má význam hlavně při dopravě nakopaného materiálu. Bezpečnost při výkopech Všechny výkopy, zejména výkopy v nesoudržných horninách, hlavně nižších tříd, vyžadují dodržování bezpečnostních předpisů. Výkopy hlubší než 150 cm se musí zajistit roubením. Nejčastěji se používá příložné pažení. Na svislou stěnu výkopu se přikládají vodorovně fošny nebo ocelové pažnice. Zajišťují se svislými trámky ( svlaky ) a šikmými vzpěrami, v rýhách rozpěrami. Při zajišťování úzkých šachet se používá pažení zátažné, hlavně v horninách méně soudržných. Pažiny jsou svislé, rozpírají se do rámů pomocí klínů a odstavnic. Hnané pažení je výhodné v nesoudržných horninách. Svislé nebo mírně šikmé pažiny se zarážejí před začátkem rozpojování horniny. Jinak se podobá pažení zátažnému. Roubení se odstraňuje až po vyzdění jámy, a to postupně odspodu. Okraje výkopu se zabezpečují prkny nastojato posazenými a nesmějí se na šířku min. 50 cm zatěžovat materiálem, dopravou apod. Stěny výkopu se nesmějí podkopávat. Do výkopů hlubších než 2 m se staví žebříky. Materiály pro zakládání a tvary základů Materiál Na základy vystavené zemní vlhkosti a často i vodě se používá lomového kamene a prostého, železového nebo prokládaného betonu. Na montovaných skeletových stavbách se používá prefabrikovaných základových patek. V malém rozsahu se montují základy ze železobetonových bloků. Základy z lomového kamene se zdí přímo do vyhloubených základových rýh na vápencocementovou maltu z hydraulického vápna ( obě malty mohou tvrdnout ve vlhku ). Hotový základ se pak urovná vrstvou cementové malty. Prostý beton i beton prokládaný kamenem jsou nejpoužívanějším materiálem pro základy. Beton zn. 105 anebo 135 ze železoportlandského cementu nebo vysokopecního cementu se dusá do základových rýh. Oba cementy dobře odolávají agresivním podzemním vodám, které rozrušují betony z portlandského cementu. Železobeton se používá na základové pásy, patky a desky jen u více zatížených staveb a na málo únosných půdách. Tvary základů Rozlišujeme základy :  Plošné  Podporované  Hlubinné a) Plošné základy Tyto základy jsou nejrozšířenější. Základová spáry, tj. nejnižší plocha základů, je v poměrně malé hloubce. Patří sem základové pásy, patky a desky. Základové pásy. Pod nosnými zdmi se rozšiřují základy jednostranně nebo oboustranně, stupňovitě nebo zešikmením. Základové patky se provádějí pod pilíři nebo pod sloupy železobetonových nebo ocelových skeletů. Základové desky roznášejí tíhu stavby na největší možnou plochu a dělají se tam, kde únosnost půdy je velmi malá nebo různě velká. Základové desky jsou ze železobetonu. Na montovaných stavbách bývají základy sestavovány z prefabrikovaných bloků. Jsou-li tyto bloky kladeny hustě vedle sebe, tvoří základový pás, jsou-li kladeny s mezerou až 60 cm od sebe, tvoří pražcový základ. b) Podporované základy Na neúnosných zeminách se dělají základy podporované pilotami. Železobetonová základ budovy sedí na hlavách hustě zaražených pilot. Podle způsobu, jak přenášejí zatížení na základovou půdu, mohou být piloty opřené, plovoucí nebo vetknuté, podle materiálu dřevěné, železobetonové nebo ocelové. Opřené piloty procházejí neúnosnou půdou a špičkou sedí na únosné půdě. Plovoucí piloty přenášejí zatížení třením na povrchu pláště. Vetknuté piloty přenášejí zatížení pláštěm i špičkou. Železobetonové piloty jsou nejpoužívanější. Vyrábějí se předem jako prefabrikáty a do země se zarážejí ( vháněné piloty ), nebo se betonují do vyvrtaných otvorů ( vrtané piloty ). Vháněné piloty se do základové půdy vhánějí beraněním, vibroběraněním nebo jinými způsoby ( vplachováním, vtlačováním, zavrtáváním ). c) Hlubinné základy Tam, kde je únosná základová půda ve značné hloubce, např. 6 až 8 m, často pod hladinou podzemní vody, dělají se základy hlubinné. Patří sem zakládání na šachtových pilířích, studních a kesonech. Šachtových pilířů se používá v půdách bez podzemní vody. Zakládání na studních a kesonech se provádí v půdách s výskytem podzemní vody. Válcové studňové těleso ( z cihel, betonových skruží apod. ) je dole opatřeno břitem, aby se lépe zařezávalo a rychleji sedalo. Výkop se provádí na dně studny. Po spuštění až na únosnou vrstvu se studna zaplní betonem. Horní části všech studní jsou spojeny výztuží se železobetonovým základem ( základovým překladem ). K kesonem dobývají dělníci základovou půdu pod zvýšeným tlakem vzduchu, který má zabránit vnikání vody do pracovního prostoru, do kesonu. Prostupy v základech Už při provádění základů se musí vynechat všechny prostupy pro kanalizační, vodovodní a plynovodní potrubí. Prostupy musí být tak velké, aby při sedání stavby se potrubí neporušilo. Bezpečnost základů Základová spáry musí být v hloubce, ve které už půda nepromrzá, tj. nejméně 80 cm pod terénem ! Snižování únosnosti půdy, a tím zvětšené zatlačení základů, může nastat při promáčení zeminy např. dešťovou vodou. Základy může porušit také hluboký výkop v blízkosti základ, např. kanalizační potrubí. Svislé nosné konstrukce Zdi, pilíře, vyzdívání zdí Svislé nosné konstrukce jsou stěny ( zdi ), pilíře a sloupy. Přenášejí zatížení budovy do základů. Stěny ve stavitelství znamenají jednak povrch konstrukce ( plochu ), jednak celou konstrukci, ve které dva rozměry ( délka a výška ) převládají nad třetím rozměrem ( tloušťkou ). Stěnám, ve kterých je stavební materiál spojován maltou ( zdí se ), říkáme zdi. Zdi Podle použitého materiálu mohou být zdi z cihel, z kamene, z tvárnic, z betonu nebo několika hmot současně. Zdi z cihel Nejrozšířenějším druhem zdiva je zdivo cihelné. Používá se u nás už od doby gotické ( 14. století ) a teprve v současné době částečně ustupuje stavbám montovaných z panelů. Cihly jsou výborné a dosud nepřekonané stavivo. Jen práce s nimi je příliš pomalá. Je jich třeba 280 kusů ( velikost 29 / 14 / 6,5 cm ) na 1 m2 zdiva. Cihelná zeď přijímá teplo a dlouho je podrží; říkáme, že zeď teplo akumuluje. Proto je v domech z cihel příjemné bydlení. Proti promrzání je nutná tloušťka zdi 45 cm. Zdi z cihel děrovaných metrického formátu ( CDm 24 / 11,5 / 11,3 cm ) poskytují dostatečnou ochranu při tloušťce 37,5 cm. Únosnost zdiva záleží na jakosti cihel a malty. Používáme : plných cihel zn. P 100, P150, P200, nebo cihel CDm 100, 150 a malty vápenné ( 0 až 4 ), vápenocementové ( 10 a 25 ) a cementové ( 50 a 100 ). Čísla udávají pevnost v tlaku po 28 dnech v kp/cm2. Zdi z tvárnic Pro nosné nebo vyplňované zdivo ( ve skeletových stavbách ) se používají tvárnice keramické, křemelinové nebo lehké betonové ( struskobeton, škvárobeton, pórobeton ). Tvárnice mají objem několikrát větší než cihly. Dutiny v tvárnicích vylehčují zdivo, dovolují dělat zdivo menší tloušťky při stejné tepelné izolaci, práce je rychlejší. Zdi z kamene Staré domy jsou z kamene ( opuka, pískovec, žula ). Dnes se používá kámen na soklové zdivo, na opěrné zdi apod. Na zdivo zasypané a pod omítky se používá zdivo z lomového kamene tj. kamene neopracovaného kameníkem. Kyklopské zdivo je z velkých kusů tvaru pětiúhelníku až sedmiúhelníku a používá se ho na opěrné zdi a při vodních stavbách ( nábřeží ). Z kamene je přední líc, zbytek zdi je z lomového kamene nebo betonu. Hrubé a čisté zdivo řádkové je z kamenicky opracovaných kopáků ( prodávaly se na kopy ). Vzhledově velmi dobře působí, je – li svisle provazované. Smíšené zdivo je obvykle zdivo z kamene a cihel, nebo kamene a betonu, z cihel a tvárnic apod. Zdi z betonu Jsou vhodné na zdivo sklepní a základové a na opěrné zdi. Základové zdivo se dusá z prostého betonu přímo do vykopaných rýh. Někdy se prokládá lomovým kamenem. Lícované zdivo se dusá do bednění. Tenké zdi se vyztužují ocelovými pruty – mluvíme o železobetonu. Na některých nových stavbách se příčné nosné zdi 15 cm tlusté provádějí do bednění jako litý beton. Pilíře Pilíře jsou svislé zděné nosné konstrukce. Délka pilíře má být rovna nejvýš dvojnásobné šířce, výška má být nejméně pětinásobek šířky. Sloupy se liší od pilířů menšími rozměry. Původně byly sloupy jen válcovité podpory, často opatřené patkou, hlavicí a rýhováním dříku. Dnes se vyskytuje pojmenování sloup u svislých nosných konstrukcí dřevěných, ocelových, železobetonových, monolitických i prefabrikovaných. Protože v pilířích je na malé průřezové ploše soustředěno daleko větší zatížení než u zdí, vyžaduje se jejich pečlivé provedení. Zdít se musí na správnou pilířovou vazbu a nedovoluje se v pilířích dělat rýhy nebo kapsy. Pro připojení příček se vystrkují z pilířů ozuby. Na cihelné pilíře se používají pevnější cihly a vápencocementová nebo cementová malta. Vyzdívání zdí Aby zdivo bylo pevné, musí být ložné spáry vodorovné; styčné spáry ( tj. svislé spáry ) musí být převázány nejméně o ¼ cihly. Převazování se dociluje střídáním běhounů a vazáků. Tloušťky zdí jsou odvozeny od rozměrů cihly. Šířka cihly – 14 cm – byla zvětšena o půl tloušťky spáry na každé straně. Tím vznikl tzv. modul, rovný 15 cm. Jsou tedy tloušťky zdí násobkem 15 cm ( 30, 45, 60, 75 cm tlusté ). Zdivo z cihel CDm je násobkem 12,5 cm, tedy zdi 25, 37,5, 50 cm tlusté, 4 délky cihel CDm zvětšené o 4 šířky spár dávají 1 m – proto mluvíme o cihlách metrického formátu. Druhy vazeb Zdivo tlusté 15 cm se používá na příčky a vyzdívá se běhounovou vazbou. Zdi tlusté 30 cm se provádějí vazbou vazákovou – ve všech vrstvách jsou jen vazáky. Další vazbou je polokřížová vazba – v líci se střídá vrstva běhounů a vrstva vazáků. Polokřížovou vazbou se pak vyzdívají i zdi větších tlouštěk, např. 45 cm, 60 cm, 75 cm atd. Ukončení zdí ( čelo zdi ) se provádí pomocí přisekaných cihel – tříčtvrtek, a je patrno na prvním obrázku – běhounová vazba. Tato vazba je shodná s vazbou rovného okenního ostění. Připojení zdí je snadné. V jedné vrstvě prodloužíme připojovanou zeď až do líce zdi druhé a ukončíme ji tříčtvrtkami. Ve druhé vrstvě je prodloužena hlavní zeď a není třeba žádných tříčtvrtek. Vazba pravých rohů se provádí také tříčtvrtkami. Pravidlem zde je : jednu zeď prodloužíme a druhou k ní přizdíme. Ve druhé vrstvě zdi vystřídáme. Do čela prodloužené zdi klademe tříčtvrtky. Vazba pilířů vyžaduje velký počet tříčtvrtek, aby se spáry nikde nepřekrývaly. Vazba komínů volně stojících i komínů v průběžné zdi je na obrázku. Komíny se vyzdívají na vápenocementovou maltu. Všechny vazby lze provádět i jinými způsoby, např. pomocí dlouhých půlek apod. Vlastní zdění Zedník klade cihly do rozprostřené vrstvy malty, do šňůry natažené k líci zdi. Zdi tlusté 30 cm a méně se lícují jednostranně, tlustší zdi oboustranně. Vyzdívají se zvnitřku budovy, z úrovně podlahy nebo z nízkého lešení. V rozích zdiva se připevní výšková lať, na níž jsou rozkresleny jednotlivé cihelné vrstvy, dále je označena poslední vrstva pod okenními překlady a pod stropy ( rovnost ). Na hotovém zdivu se pomocí hadicové vodováhy narýsuje váhorys, tj. vodorovná čára, ve výšce 1 m nad povrchem budoucí podlahy. Podle ní se osazují dveřní zárubně, schody, dělají dlažby, podlahy a obklady.