Jako nosná konstrukce každé budovy je základ vystaven enormnímu zatížení a je pod tlakem celé hmoty konstrukce umístěné nad ním. Ukazatele pevnosti a nosnosti časem slábnou pod vlivem řady destruktivních faktorů. Důvodů je několik a mohou být přírodní nebo umělé. Dochází k narušení integrity nadace, zničení ochrany betonu. Dochází k usazování a objevují se trhliny. Pouze včasné zpevnění základu zastaví vertikální šíření trhlin po stěnách, nežádoucí deformace v podobě vychýlení okenních a dveřních bloků a zřícení podlahy.
Průzkum nadace
Provádění prací na posílení základů budov vyžaduje pochopení důvodů, které je způsobily poškození. Proto je nutné provést technickou kontrolu základu. Toto je práce pro firemní inženýry, kteří mají všechny požadované licence a certifikáty. Za prvé, specialisté budou muset požádat zákazníka, aby poskytl komplexní informace o historii struktury. Sbírka technické dokumentace je zvláště důležitá pro zesílení podpěr dlouho postavených domů. Je potřeba sbírat:
- Informace o datu dokončení výstavby zařízení;
- Údaje o původním vzhledu budovy, jaké změny byly provedeny (přidání prostoru, zvýšení počtu podlaží, přestavba);
- Byla budova v havarijním stavu?
- Veškeré informace o opravných a restaurátorských opatřeních provedených v minulosti.
Kontrola stavební dokumentace obdržené geodetickými inženýry pomáhá snížit celkové množství průzkumných prací na místě. Kontrola založení stavby zahrnuje tři etapy – nadzemní a podzemní část a je třeba prozkoumat i okolí.
Když inženýři zkoumají nadzemní část, identifikují skutečné rozměry celé budovy a stanoví hodnotu skutečného zatížení. Výsledné vnější poškození se kontroluje nejprve vizuálně, poté pomocí přístrojů a stavebních nástrojů. Používají se nedestruktivní zkušební metody: mechanické, radiometrické, chemické, akustické studie.
Inženýrské práce v podzemní části jsou velmi důležitou etapou. Toto je základní kontrola. Zde jsou objasněny jeho vlastnosti: typ konstrukce, materiál, rozměry. Jsou určeny pevnostní parametry a v jaké hloubce leží. Je nutné pochopit, zda byl základ vodotěsný a v jaké kvalitě. Pro provedení studie základových půd je nutné vyhloubit jámy. V závislosti na stavu stavebních konstrukcí se jejich počet může lišit. Pokud se vyskytnou závady, vykopou se jámy v oblastech podezřelých z poškození. Jámu si lze představit jako obdélník, jehož větší strana přiléhá k základně.
Závažnost sedání budovy je určena instrumentálními metodami. Pro měření otevření trhliny se do předem vyčištěné oblasti otvoru každé trhliny umístí dva majáky. Jeden je v bodě maximálního otevření, druhý je na začátku této oblasti. Na instalovaných majácích ze sádry, někdy skla nebo kovu by se trhliny neměly objevit asi za 2-3 týdny. V tomto případě se má za to, že se proces deformace budovy stabilizoval.
Amplifikační metody
Podívejme se na technologie pro posílení základů a také promluvme o jejich výhodách a nevýhodách.
Pro přesnější určení příčin škod se zkoumá okolí. Mohou to být faktory ovlivňující stav půdy a základů. Jako jsou stará koryta řek, nádrže, zasypané rokle, nesprávné odvádění povrchových vod. To je neméně důležitá část kontroly nadace.
Posílení základu pomocí pilot
Pokud se do projektu stavby budovy vloudily závažné nedostatky, které vedly ke konstrukcím s nedostatečnou pevností a únosností, je základ zpevněn pilotami. Stejná metoda se používá ke zpevnění základů domu, když půda sesedla, a to zahájilo proces jeho ničení. Také, když nová výstavba začíná v blízkosti budovy nebo konstrukce potřebuje nástavbu, používají se piloty.
Nejčastěji se touto metodou zpevňují pásové základy, rozšířené je i zpevňování pilotových základů. Piloty jsou šroubované, vrtané, vrtané a ražené.
Zesílení základů pomocí šroubových pilot je univerzální technika v tom smyslu, že lze zpevnit základy umístěné na jakémkoli typu půdy, kromě skalnaté. V tomto případě je budova mírně zvednuta na zvedácích a předchozí základ je demontován. Šnekové piloty, jejichž počet je vypočítán, jsou zaraženy velmi blízko stěn a zašroubovány do země. Dále je namontována ocelová mříž vyrobená z I-nosníku nebo kanálu a dům je umístěn na silný nový kovový rám.
Techniku je vhodné aplikovat při plánování rozšíření plochy, tedy provedení prodloužení.
Zpevnění základu tímto způsobem má nevýhodu v nutnosti výměny konstrukcí. I když často je potřeba zpevnit a vyměnit jen část domu. V průběhu času se může výsledná podpora piloty prohýbat, což si vyžádá nové opravy.
Vrtané piloty jsou rám vyrobený z výztuže a betonové malty. Nejprve se pomocí šnekových vrtáků vyvrtají studny, které se dostanou do hustých vrstev půdy, kde se půda odstraní a obnaží se starý základ. Bednění se vkládá do otvoru pomocí pažnicové trubky, uvnitř které je namontována armovací klec. Konstrukce zvyšuje nosnost piloty. Pomocí ocelových nosníků a vývodů výztuže je rám spojen se základem. Nakonec se celá studna až k základu a napojení rámu zalije betonem – základ se zatmelí. Takto se zpevňují především prefabrikované a pásové typy základů.
Vrtané injektážní piloty se začaly používat relativně nedávno. Jsou vhodné, pokud dochází k sedání budovy a v některých dalších situacích. Pomocí mechanismů se otvory pro piloty vrtají přímo přes starý základ. Je nutné přesně vypočítat úhel sklonu a hloubku vrtání. Poté se pomocí injektážní metody dovnitř injektuje cementovo-písková malta. Půda v blízkosti budoucího umístění hromady je zpevněna.
Poté se pomocí technologie vibračního ponoření výztužná klec ponoří do naplněné studny. Práce probíhají tiše a rychle, takové piloty lze použít na sesuvných svazích. Vytvářejte studny velkých průměrů a vrtejte do značných hloubek. Ale to je poměrně nákladná metoda. Nejlevnější metodou je zpevnění základů pomocí šroubových pilot.
Cementace
Zesilování základů cementováním je nejjednodušší a nejlevnější technologie. Při jeho realizaci se cementová kompozice vstřikuje do dutin pod dostatečným tlakem. Používá se bentonitová nebo cementově-písková malta. Výpočty se provádějí podle zón, kde budou otvory vytvořeny, a počtu vstřiků, které by měly být provedeny v jednom otvoru.
Směs je dodávána speciálními injektory přes předem vytvořené studny vyvrtané do základu nebo půdy. Tato technika je také dobrá pro svou univerzálnost. Je zcela použitelný na různých typech základů. Může být deskový, pilotový, pásový, sloupový. Rozměry konstrukce také nehrají zvláštní roli. Základy velkých a silných budov můžete zpevnit cementováním nebo použít tuto metodu k posílení základů malého soukromého domu na předměstí.
Písek použitý v roztoku by měl být vybrán jemný nebo se středním obsahem frakcí. Výběr je dán složením základních materiálů. Když je každý pór naplněn roztokem, musíte počkat, až ztuhne. Na konci tohoto procesu bude celá konstrukce jediným, odolným monolitem.
Rozšíření základny nadace
Podstatou techniky je, že opěrná plocha se zvětší instalací dalších prvků z betonu nebo železobetonu na boční plochy. Mohou být umístěny na jedné nebo dvou stranách pomocí metody prodloužení. Nebo na třech nebo čtyřech stranách základu. V druhém případě se používají spony nebo se používají železobetonové pláště. K čemu slouží železobetonové pláště a spony si povíme v další části.
Zátěž je rozložena na trochu větší plochu. Tímto způsobem se odstraní sediment, sníží se riziko ztráty únosnosti základu a je možné základ výrazněji zatížit. Technika rozšíření základny základu je schopna zejména stabilizovat její naklánění a vyrovnat rozdíl kontaktních tlaků.
Technologie pro rozšíření základny není použitelná nebo je možná jen omezeně v případech, kdy dochází k výraznému vzlínání podzemní vody. Navíc se nedoporučuje na vodou nasycenou půdu, na slabé, strukturně nestabilní půdy.
Mezi stavební prvky (samotné nazývané „výstavby“) patří prefabrikované bankety. Používají se také monolitické díly, které se instalují blízko boční hrany základu. Technologie pro rozšíření podešve zahrnuje instalaci prodloužení po celé délce. Někdy je výztuž umístěna pod nejvíce zatíženými oblastmi základu.
Práce na instalaci prefabrikovaných prvků (bankety) zahrnují předběžné stlačení půdy pod podrážkou. Zajišťují, že základ pomáhá zpevnit zbytek základu. Po předběžném stlačení půdy a výztuže jsou k práci připojeny další prvky.
Používají se zvedáky, které fungují na hydraulickém principu. Jsou zajištěny speciálními klíny. Předlisování lze také vytvořit otáčením prefabrikovaného prvku kolem spodního okraje.
Vyztužení železobetonovým pláštěm nebo sponami
„Košile“ je trojrozměrná rámová struktura. Při montáži se přivaří k odkryté základové výztuži. Ukazuje se, že pokrývá stávající základ ze všech stran. Železobetonové košile jsme již zmínili v předchozí části – slouží k rozšíření podrážky.
Nejprve se před betonáží konstrukce zhutní půda pod její základnou. To se provádí pro zajištění pevnosti, protože instalace pláště zahrnuje rozšíření základny základu. Upevňovací prvky použité v tomto způsobu jsou kotevní spoje. Zarážejí se do základu pro zvýšení únosnosti železobetonového pláště.
Železobetonové klece jsou zcela uzavřené konstrukce, které po instalaci pokrývají celou plochu, nejen problematickou část základu. Instalace klipu umožňuje opravit nedostatky a chyby vzniklé ve fázi výstavby. Takové nedostatky jsou kompenzovány sponami, aniž by se zvětšila plocha podešve. Používají se, pokud je nutné zpevnit jednotlivé fragmenty základů, a pouze tehdy, pokud mají stěny dostatečnou nosnost.
Pokud je v domě potřeba nástavba (nebo stěny v budově nejsou dostatečně silné), je nutné rozšíření základny. Nejprve vykopou příkop podél základny domu a důkladně vyčistí obvod domu. Jsou vyvrtány otvory pro výztužné tyče, na kterých se později vytvoří rám. Opaří se plechem a do prázdných míst základu a do všech trhlin se pod tlakem nalije beton. Když roztok ztuhne, zcela vyplní celé kovové bednění.
Stříkaný beton
Tato technika je široce používána při rekonstrukci, která zahrnuje rostoucí zatížení. Při stříkané betonáži se písek a cement mísí v poměru 2 ku 1 nebo 6 ku 1. Pod vysokým tlakem vytvářeným v kompresoru stlačeným vzduchem je roztok přiváděn přes stříkanou pistoli. Suchá směs a voda jsou přiváděny do jeho trysky z různých linek. Vznikne povlak o tloušťce až jeden a půl centimetru. V této verzi je implementována metoda „suchého“ stříkaného betonu.
„Mokrá“ metoda používá drcený kámen s většími částicemi než metoda „suchá“. Velikost frakcí by však neměla přesáhnout 8 mm. Hotové řešení se aplikuje na problémový povrch. Výsledkem je mnohem větší tloušťka jedné vrstvy, více než 10 centimetrů. Pro velké objemy práce se používá betonové čerpadlo.
Odskok, tedy výstup přiváděné směsi v opačném směru, je nízký. Pracoviště zůstává prakticky čisté. Dokončení je také možné. Určitou nevýhodou této metody je malá manévrovatelnost. Práce vyžaduje vysokou rychlost provádění, betonový roztok v instalační objímce nesmí zaschnout.
„Suchý“ způsob zpevňování základů stříkaným betonem se vyznačuje vysokou produktivitou a také velkými vzdálenostmi, na které lze dodávat složky kompozice. Implementace techniky však vede k velkému procentu odskoků, takže je nutné následně odstranit pracovní plošinu. Práce vyžaduje soustředění a hodně zkušeností.
Vyztužení z uhlíkových vláken
Tato technologie pro posílení základů je inovativní a relativně mladá. V dnešní době se velmi často používá ve stavební praxi. Desky z uhlíkových vláken se aplikují na problémové oblasti – roviny, ohyby, hrany. Tato metoda zpravidla zahrnuje počítačové modelování základu s požadovaným výsledkem zahrnutým v programu. Na základě těchto výpočtů se určí počet požadovaných desek z uhlíkových vláken. Projektové dokumenty také obsahují schémata, výkresy a pracovní plán krok za krokem.
Povrch základu je očištěn od cizích částic a prachu. Připravuje se i plocha u základky. Někdy jsou velké trhliny ošetřeny (stříkaný beton), povrch je vyrovnán a poté ošetřen základním nátěrem. Poté se označí oblasti, kde budou listy připevněny, a smíchá se adhezivní kompozice nezbytná pro spolehlivou přilnavost uhlíkových vláken k povrchu. Poté, co je plátno správně umístěno na základ (vlákna směřují podél linie největší síly), je povrch ošetřen ochrannými látkami. Po převzetí díla zákazníkem je možná finální úprava.
injekce
Tato metoda platí i pro inovace. Kromě zpevnění dodává základu vynikající vodoodpudivé vlastnosti. V práci se používají mikrocementy. Tak se nazývá velmi jemně mleté minerální pojivo vyráběné v továrně metodou vzduchové segregace.
Příprava na injekce spočívá ve vrtání pod určitým stanoveným úhlem a v optimální vzdálenosti otvorů. Do nich pak budou umístěny speciální trubky se zvony, kterými bude směs pod tlakem proudit. Mohou to být pakry nebo instalační řetězce. Hloubka otvoru je dvě třetiny hloubky základu, ale měly by být asi půl metru od základny.
Vodní směs se připravuje pomocí vysokorychlostního mixéru. Dalším zástupcem technického zařízení je šnekové nebo plunžrové čerpadlo. Přivádějí suspenzi do tloušťky základu přes pakry, dokud se nevrátí ven nebo dokud se tlak nezvýší na kritickou hodnotu. Tímto způsobem jsou vyplněny i ty nejmenší trhliny (stažení, vlasová linie).
co je lepší?
Uhlíková vlákna – zpevňující s jejich pomocí základ – dnes již téměř zcela nahradila námi popsané tradiční metody. Pokročilé stavební materiály z uhlíkových vláken se staly mezi stavebníky nejoblíbenější. Zpevnění základu uhlíkovými vlákny je tak populární, protože:
- Materiál dokonale odolává různým druhům zatížení: tahu, tlaku, ohybu, kroucení, uhlíkové vlákno je lepší než ocel z hlediska pružnosti;
- Nevyžaduje svařování nebo práce za tepla;
- Není potřeba speciální vybavení a výtahy;
- Práce se provádí v malých týmech a v krátkém čase;
- Uhlíkové vlákno nemění hmotnost konstrukce ani její geometrii;
- Zpevnění uhlíkovými vlákny zahrnuje pouze nedestruktivní technologie;
- Materiál je chemicky inertní a odolává korozi;
- Uhlíkové vlákno je absolutně bezpečné a neobsahuje žádné toxiny;
- Při práci s těmito technologiemi není nutné přerušovat výrobní procesy nebo měnit plán návštěv na místě.
Použití inovativních technologií, především zpevnění základu uhlíkovými vlákny, může nahradit kteroukoli z „klasických“ metod zpevňování. Navíc, vzhledem k vysokým fyzikálním a chemickým vlastnostem stavebního materiálu, takové zpevnění odstraňuje všechny nevýhody přítomné v tradičních metodách.
