Zlepšení základové půdy představuje především zvětšení její únosnosti (zvětšení smykové pevnosti, deformačního modulu), snížení propustnosti, stabilizace, zmenšení stlačitelnosti apod., které lze docílit různými metodami. Zajímá Vás, jakým způsobem lze tohoto docílit? Základní Informace si přečtete zde.
Zlepšení základové půdy představuje především zvětšení její únosnosti (zvětšení smykové pevnosti, deformačního modulu), snížení propustnosti, stabilizace, zmenšení stlačitelnosti apod., které lze docílit různými metodami, např.:
• výměnou základové půdy (podsypy, plombami, polštáři);
• mechanickým zlepšováním zeminy (zhutňováním, štěrkopískovými a vápennými pilotami, konsolidací zeminy zatížením, vibroflotací, výbuchy, pěchováním);
• přísadami do základové půdy (stabilizací, injektáží apod.);
• vysoušením (vypalováním, elektrosmózou, svislými odvodňovacími drény);
• vyztužováním zemin (štěrkovými pilíři, geosyntetiky).
NAHRAZENÍ NEVHODNÉ ZEMINY
Za nevhodnou zeminu pokládáme zejména zeminu stlačitelnou s nepříznivými deformačními vlastnostmi a ve většině jsme vedeni snahou o snížení sedání a při zakládání na zcela neúnosných zeminách o zvýšení únosnosti v základové spáře. Vlastnosti základové půdy se mohou zlepšit nahrazením nevhodné zeminy zhutněnou vrstvou vhodných zemin (např. štěrku, štěrkopísku, hrubého písku).
Podle rozsahu nahrazení to může být:
• podsyp (pohoz) – vrstva písčitého štěrku tloušťky cca 200 mm položená pod základem na soudržných zeminách jako ochrana před poškozením a pro urychlení konsolidace;
• plomba – výměna neúnosné zeminy v omezené části půdorysu;
• polštář – náhrada pod celým základem s funkcí
• roznášecí – zmenšuje sedání, zvyšuje únosnost;
• vyrovnávací – dosahuje rovnoměrné sednutí okolních staveb.
Štěrkové, resp. štěrkopískové polštáře se používají zejména pod základovými patkami a základovými pásy nad hladinou spodní vody. Štěrkové polštáře se nebudují pod základovými deskami, kde se nahrazují plošně stabilizovanou zeminou. Tloušťka polštářů může dosahovat i několik metrů, ukazuje se však, že ekonomické jsou při tloušťce 1,5 až 2 m. Zhutněnou vrstvou štěrkopískového polštáře lze docílit urychlení konsolidace základové zeminy a současně rozšíření základové spáry v případě, že lze v štěrkopískovém polštáři docílit většího úhlu vnitřního tření φ a menší stlačitelnosti, než má původní zemina.
Polštáře představují obvykle spodní stupeň plošného základu. Rozměry polštáře jsou dány úhlem vnitřního tření použitého materiálu. Při řádném zhutnění štěrkopísku po vrstvách tloušťky 200 až 300 mm lze dosáhnout únosnosti polštáře 0,25 až 0,35 MPa. Výpočtem je třeba zkontrolovat, zda napětí na styku štěrkový polštář/původní základová půda nepřesahuje výpočtovou únosnost původní základové půdy. Rozhodující však bývá výpočet sedání, při němž se výrazně projeví vysoký modul deformace materiálu zhutněného polštáře.
Štěrkopískové polštáře jsou nenamrzavé, mají velmi dobrou únosnost a malou stlačitelnost, zmenšují a urychlují proces sedání stavby. Jsou porézní, působí v podzákladí jako drén, stahují ze svého okolí vodu, kterou je třeba bezpečně odvést drenážním systémem. Polštáře mohou být ze štěrku, štěrkopísku, vhodného recyklátu, popř. písku. Rozhodující je vhodná křivka zrnitosti (plynulá). Příliš hrubá zemina se nedoporučuje (příliš pórovitá, nebezpečí odplavování, vytlačování). Při hutnění bez použití vody je nutné sledovat obsah hlinitých a jílovitých příměsí (u štěrků max. 15 %, u štěrkopísků max. 10 % a u písků do 8 %), podmáčení, popř. rozbřednutí zeminy v základové spáře. V těchto případech je možné např. na původní zeminu uložit vrstvu plochých kamenů, popř. vyztužit původní zeminu zavážením lomového kamene. Časté využití najdou geotextílie.
Štěrkových polštářů, tzv. vyrovnávacích, lze využít i k dosažení rovnoměrného sedání rozsáhlých objektů, když část objektu se nachází v prostředí únosných a prakticky nestlačitelných základových půd (hornin) a zbylá část naproti tomu v prostředí stlačitelných zemin.
Štěrkové polštáře se zřizují tak, že se do připraveného výkopu sype vhodný materiál, který se urovná a hutní ve vrstvách určených podle hutnícího stroje. Vhodné jsou k tomuto účelu malé a střední vibrační válce, u nichž by tloušťka vrstvy neměla přesáhnout 200 až 300 mm. Efektivní bývá i dynamické hutnění pomocí úderů železobetonové desky (např. 1,2 x 1,2 m, hmotnosti kolem 2 t), která padá volným pádem z výšky 3 až 4 m.
Kvalitu zhutněného polštáře je třeba před stavbou základů ověřit (statickou zatěžovací zkouškou tuhou deskou o ploše 1 000 cm2).
MECHANICKÉ ZLEPŠENÍ ZEMINY
Mechanické zlepšení zeminy lze docílit odvodněním, zhutňováním, dynamickou konsolidací, popř. dalšími metodami.
Zhutňování zeminy
Zhutňuje se povrchovým způsobem (válcováním, pěchováním, vibračními systémy) nebo hloubkovým způsobem (vibroflotace, zhutňovací piloty), což zmenšuje stlačitelnost základové půdy a zvyšuje smykový odpor ve vodorovném směru. Parametry zemin pro zhutnění se posuzují podle Proctorovy zkoušky.
Povrchové zhutňování se provádí statickým i dynamickým způsobem mechanismy volenými podle zhutňovaného prostředí, druhu a rozsahu stavebního díla a dalších speciálních požadavků. Pro zhutňování zemin v hloubkách, kam povrchové hutnění nedosáhne (např. přes 5 m až do 30 m i více) se využívají metody hloubkového zhutňování (štěrkové pilíře, vibroflotace a další).
Povrchové zhutňování
Zhutňování lze charakterizovat jako cyklické zatěžování zeminy (event. horniny).
Základní parametry tvoří
• maximální hodnoty napětí;
• rychlost změny napjatostního stavu;
• doba působení napětí;
• počet zatěžovacích cyklů.
Ideálním cílem zhutňování je dosáhnout takových změn v zemině, aby nepodléhala po zhutnění dalšímu sedání. Při zhutňování pevných částic dochází i k částečnému vytlačování vody a plynných složek z dutin a zemina mění své charakteristické vlastnosti.
Překonáváním koheze a vnitřního tření hutněním vzniká trvalé zlepšení mechanických vlastností zhutněné zeminy a rovněž zvýšení její nepropustnosti je trvalé. Třeba však dávat pozor, aby nevznikl nepřiměřený tlak vody v pórech, který by mohl způsobit destrukci zemní konstrukce.
Pro hutnění hraje významnou roli odpor, který zemina klade zhutňování, tzv. zhutnitelnost zeminy. Podle ní rozeznáváme tři skupiny…
