Ka základu pásu: minimální a maximální, příklad výpočtu

Monolitické a prefabrikované pásové základy jsou nejčastější v nízkopodlažní výstavbě. To se vysvětluje optimálním poměrem spolehlivosti, nosnosti a finančních nákladů na stavbu.

Co určuje optimální šířku pásky?

Rozměry průřezu základového pásu jsou určeny návrhovým výpočtem a závisí na faktorech, jako jsou:

• druh půdy na staveništi;
• hloubka zamrznutí půdy;
• hladina podzemní vody;
• odhadovaná hmotnost budovy s přihlédnutím k sněhové pokrývce;
• zatížení stěn a střech větrem;
• materiál, ze kterého bude základ postaven.

Pro sběr prvotních dat je nutné využít referenční literaturu a provést hydrogeologické průzkumy na lokalitě.

Regulační dokumenty

Šířka pásového základu je primárně vázána na únosnost zeminy. U husté, stabilní půdy stačí přidat 70-100 mm na každou stranu tloušťky stěny, aby se dosáhlo optimální šířky pásky. V případě kypré a nekompaktní půdy je však nutné ji výrazně zvýšit – v některých případech může dosáhnout 900 mm.

Aby se předešlo velké spotřebě betonových nebo kamenných materiálů, používají se kompozitní konstrukce sestávající z široké betonové podpěry ve spodní a horní části pásu, jejíž šířka závisí na tloušťce stěn. Hlavním problémem širokých pásových základů je to, že je nelze použít na mobilních zvednutých půdách a při vysoké hladině podzemní vody.

Při provádění výpočtů by měly být použity tři regulační dokumenty:

• SNiP 2.01.07-85 – Zatížení a nárazy;
• SNiP 2.02.01-83 – Základy budov a staveb;
• SP 131.13330.2012 – Stavební klimatologie.

První popisuje metodiku výpočtu základu. Druhá poskytuje standardní požadavky na základové konstrukce. Třetí udává hloubku zamrznutí půdy podle klimatických pásem pro většinu velkých obydlených oblastí.

Získat údaje o hloubce podzemní vody a určit typ a strukturu půdy je možné pouze na základě hydrogeologických průzkumů na lokalitě. Provádějí je specializované organizace, které provádějí zkušební vrty do hloubky pod bodem mrazu. Tato služba není levná, ale vyplatí se ji využít, protože nešetří na spolehlivosti a bezpečnosti.

Minimální šířka

Metoda pro výpočet rozměrů průřezu pásky neurčuje konkrétní číselnou hodnotu šířky, ale hodnotu menší, než by neměla být. Skutečný základ je obvykle o 10-20 % větší a pro stanovení optimální šířky a snížení nákladů na stavbu je potřeba minimální šířka pásového základu.

Někdy, když je půda hustá a stabilní a minimální šířka základu získaná ve výpočtech je 200-250 mm, používá se kompromisní možnost. Spodní část je postavena úzká a horní 300-400 mm je určena tloušťkou stěn. Tuto metodu lze často vidět při stavbě lehkých lázní, verand a přístavků.

Maximální šířka

Ve výše uvedených regulačních dokumentech koncept maximální šířky základového pásu absentuje. Návrhový výpočet šířky pásového základu by měl směřovat opačně – stanovení optimálních rozměrů, aby se snížily finanční náklady.

Existuje však jedna důležitá nuance, kterou je třeba vzít v úvahu při stavbě budov se suterénem. V těchto případech existuje omezení maximální šířky základu. Souvisí s hmotnostním tlakem na zem a závisí na délce každé jednotlivé stěny a také na materiálu, ze kterého je vyrobena.

U stěn o délce do 3 metrů by základna neměla být delší než:

• betonový monolit – 400 mm;
• betonové základové bloky – 500 mm;
• suť beton – 600 mm;
• plná cihla – 750 mm;
• suťový kámen – 800 mm.

Pokud jsou stěny delší než 3 metry, maximální přípustná šířka je:

• železobetonový monolit – 500 mm;
• betonové základové bloky – 600 mm;
• suť beton – 800 mm;
• plná cihla – 900 mm;
• suťový kámen – 1000 mm.

Tyto údaje nejsou regulačním požadavkem a jsou převzaty z praktických pozorování stavebníků. Proto by měly být brány v úvahu ve výpočtech, ale ne jako absolutní.

Jaké údaje budou vyžadovány pro výpočet?

Kromě klimatologických ukazatelů regionu, hydrogeologické stavby zeminy a stanovení materiálu základových zdí je pro vypracování projektu nutné určit celkovou hmotnost stavby, únosnost zeminy a délku stěn.

Stanovení zatížení budovy

Hmotnostní zatížení pásového základu je určeno jednoduchým vzorcem:

M+P+S+V, kde:

• M – mrtvá hmota budovy včetně hmotnosti všech stavebních konstrukcí a prvků včetně základů;
• P – užitečné zatížení nebo hmotnost všeho, co bude uvnitř budovy a bude vytvářet tlak na podlahy;
• C – maximální možná hmotnost sněhové pokrývky v zimě a na začátku tání;
• B – tlak větru na stěny a střechu.

Získaný vypočítaný výsledek by měl být vynásoben koeficientem 1,2-1,25, který poskytuje 20-25% bezpečnostní rezervu pro pásovou základovou konstrukci.

Únosnost nebo odolnost půdy

Tento indikátor je uveden v regulační literatuře a je definován GOST 25100-95 „Klasifikace půd“. Pro nejběžnější typy půd je to (v kg/cm2):

• hlína – 1,5-2,8;
• suchá hustá hlína – 1,6-3,0;
• jemnozrnný písek – 2,2-3,4;
• středně zrnité – 2,5-3,6;
• písčitá hlína – 2,6-3,6;
• hrubý písek – 3,6-4,6;
• štěrk, drť, oblázky – 5,1-6,5.

Odolnost proti hmotnostnímu zatížení je také ovlivněna vlhkostí, tekutostí a pórovitostí zeminy, které je třeba vzít v úvahu při přípravě výpočtových dat.

Příklad výpočtu šířky základny pro pásový základ

Velikost nosné základové základny se určuje podle vzorce:

Šířka = hmota budovy : délka stěny : odolnost půdy

Předpokládejme, že počáteční výpočty během sběru dat ukázaly:

• budova z pórobetonových bloků, s přihlédnutím k užitečnému, sněhovému a větrnému zatížení, vytváří hmotnostní tlak 165800 kgf;
• celková délka základového pásu v domě 10 x 8 metrů s jedním příčníkem je 44 metrů nebo 4400 cm;
• zemina – suchá hutná hlína s únosností 1,9 kg/cm2.

Na základě těchto ukazatelů vypočítáme šířku pásky pro dům z pórobetonu:

165800 : 4400 : 2,1 = 19,83 cm, zaokrouhleno na 20 cm

Ukazuje se, že minimální šířka pásu může být rovna 20 cm, tloušťka pórobetonových bloků je však 300 mm a základ by měl přesahovat okraje stěny nejméně o 5 cm, takže optimální šířka podešve bude rovna 400 mm, což poskytne konstrukci dvojnásobnou bezpečnostní rezervu. Mimochodem je zde uveden kompletní výpočet pásového základu a je zde diskutována problematika optimální hloubky pásového základu.

Průměrné hodnoty šířky pásky pro různé typy budov

Jak ukazují výsledky provozu budovy, průměrná šířka monolitického pásového základu v závislosti na typu půdy a velikosti budovy je:

Vany, verandy, garáže, kůlny a jiné lehké přístavby:

• na husté půdě a jílu – 250 mm;
• hlíny – 300 mm;
• písek a písčitá hlína – 350 mm;
• sypký písek, sypké zeminy – 450 mm.

Šířka základového pásu pro jednopodlažní dům z pórobetonu a lehkých rámových budov:

• hustá půda a suchá hlína – 300 mm;
• hlíny – 350 mm;
• hrubý a středně zrnitý písek a písčitá hlína – 400 mm;
• sypký písek, špatně zhutněná sypká zemina – 450 mm.

Pro cihlový dům do výšky dvou podlaží:

• husté typy půdy – 500 mm;
• písčité hlíny a hutněné písky – 600 mm.

Pro stavbu těžkých domů na sypkých, zvedajících se a nestabilních půdách je lepší opustit pásový základ a zvolit jiný typ základu. Nejprve se však poraďte se zkušeným odborníkem. Je možné, že ve vašich výpočtech je chyba.