CZ305043B6

CZ305043B6 - Prefabrikovaná základová konstrukce nosných zdí a způsob její instalace

Info

Publication number: CZ305043B6
Application number: CZ2013-438A
Authority: CZ
Inventors: Jan Záruba-Pfeffermann; Michaela Kostelecká; Pavel Štemberk; Tomáš Klečka
Original assignee: ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ technickĂ© v Praze, KloknerĹŻv Ăşstav
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2015-04-08
Also published as: CZ2013438A3

Abstract

Prefabrikovaná základová konstrukce nosných zdí je tvořená základními prefabrikovanými jednotkami, které jsou na svých horizontálních stranách opatřeny alespoň dvěma, symetricky navzájem protilehle umístěnými dvojicemi horních obvodových zářezů (11) pro zapadnutí horních třmenů (4) a na spodní straně jsou proti nim vytvořeny dolní obvodové zářezy (12) pro zapadnutí dolních třmenů (5). Horní třmen (4) je s dolním třmenem (5) spojen stažením svislým závitovým táhlem (6) vyvedeným vně třmenů (4, 5) a opatřeným stahovacími prvky. Při způsobu instalace se základní prefabrikované jednotky vkládají do výkopu postupně. Po uložení jsou tyto jednotky pomocí nástavců (7) táhel (6) vyzdviženy do žádoucí polohy a jsou fixovány do požadované polohy. Poté se na nebo pod spodní třmeny (5) základních jednotek uloží odvodňovací porézní potrubí (13) a zemnicí pásnice (14) hromosvodu a krajní partie spodních stran betonových desek (1) a (2) se lokálně podlijí betonovou zálivkou (15). Pak se změní podle potřeby poloha horních třmenů (4) a dolních třmenů (5) a dokončí se v potřebném rozsahu podlití spodních hran betonových desek (1) a (2) betonovou zálivkou (15). Prostor v okolí betonových desek (1) a (2) se vyplní vnitřním zásypem (23) a vnějším zásypem (24) a upraví se hlavová část základů.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká systému základové konstrukce nosných zdí pozemních staveb a technologie zhotovení základů stavby.

Dosavadní stav techniky

Zejména u bytové výstavby se téměř výhradně využívá klasické technologie budování základů staveb, odvozená od základů tvořených kamennou rovnaninou s hliněnou výplní spár mezi kameny. Vylepšením této technologie v současnosti je využití cementového pojivá, které umožňuje nahradit kamennou rovnaninu, zaléváním výkopů řídkou betonovou maltou a ponořováním kamenů do této zálivky. Výkop je tímto využit jako forma pro vybetonování základového tělesa. Kritické oblasti na rozhraní podzemní a nadzemní části základové konstrukce až po základovou spáru je ovšem nutno budovat v mrazuvzdomé kvalitě betonu, a to stejně jako základovou nadezdívku z kvalitně hutněného betonu ve formě respektive v šalování. Další variantou je podsklepení stavebních objektů do úrovně hlubší než je zámrzná hloubka a tím celé sklepní patro považovat za základovou konstrukci, jejíž založení již nemusí řešit problém rizik podmrzání. Stavby založené na základovou desku jsou nevýhodné pro trvalé bydlení, protože vedou k nutnosti budovat externí sklepní prostory.

Společnou nevýhodou dosud známých, ekonomicky reálných, technologií systémů zakládání staveb vhodných pro individuální výstavbu obytných objektů je náročnost na dlouhý interval mezi provedením výkopových prací a instalací základové konstrukce, který zvyšuje riziko zavalení nebo zaplavení výkonu a nutí tím k použití speciálního provizorního pažení nebo vede k podstatnému zvýšení objemu výkopových prací. K dalším zvýšeným nárokům na hloubení výkopů u těchto dosavadních způsobů budování základů vede potřeba budovat nezávisle systém jejich odvodňování. Nákladová náročnost dosud používaných technologií budování základů vyplývá též z toho, že prakticky veškeré betonářská práce probíhají v terénu, a i případná vazba na dodávku betonové směsi z velkokapacitních betonárek je obvykle organizačně náročná a vyžaduje nákladný pronájem speciálních přepravných prostředků. Tím, že i nosné, během stavby plně vytížené části základové konstrukce jsou betonovány na místě stavby, omezuje doba jejich tuhnutí a nabytí plné pevnosti postup další výstavby. S ohledem na obvykle nižší úroveň hutnění betonu při terénní betonáži a na zvýšený vsak vody z betonových směsí je i obvyklá odolnost betonů základových konstrukcí budovaných podle dosavadních postupů proti zmrazovacím cyklům a mechanickému zatížení méně spolehlivá, což vede k potřebě zásadního zvětšování potřeby objemu cementových pojiv potřebných pro základové konstrukce a i k zvýšené spotřebě a dalších speciálních složek betonu.

Při předpokladu dodatečného budování sklepních prostorů je vnitřní obnažovaná stěna základové konstrukce s obtížně kultivovaným povrchem. Nejzávažnější nevýhodou dosud známých řešení výstavby základových konstrukcí je ovšem vysoký podíl obtížně mechanizovatelné práce prováděné přímo v místě stavby.

Podstata vynálezu

Nevýhody dosud známých řešení výstavby základových konstrukcí odstraňuje nebo alespoň významně omezuje prefabrikovaná základnová konstrukce nosných zdí a způsob její instalace podle vynálezu. Podstatou prefabrikované základnové konstrukce nosných zdí je, že je tvořena základními prefabrikovanými jednotkami sestávajícími z první a z druhé betonové desky. Tyto betonové desky jsou na svých horizontálních stranách opatřeny alespoň dvěma, symetricky navzájem

- 1 CZ 305043 B6 protilehle umístěnými, dvojicemi horních obvodových zářezů pro zapadnutí horních třmenů a na spodní straně, v protilehlé poloze k horním obvodovým zářezům, jsou vytvořeny dolní obvodové zářezy pro zapadnutí dolních třmenů. Horní třmen je s odpovídajícím dolním třmenem spojen stažením svislým závitovým táhlem vyvedeným vně horního a dolního třmenu. Svislé závitové táhlo je na svých koncích opatřeno stahovacími prvky. Délka svislého závitového táhla je větší, než je výška betonových desek.

V jednom možném provedení jsou stahovací prvky tvořeny stahovacími maticemi. Jinou možností je, že stahovací prvek na spodní straně svislého závitového táhla je tvořen stahovací maticí a stahovací prvek na horní straně svislého závitového táhla je tvořen závitovou spojkou s nástavcem opatřeným montážní maticí. Tato montážní matice slouží buď pro upevnění závitových táhel pro vertikální upnutí a předepnutí nosných zdí a/nebo pro zavěšení základní prefabrikované jednotky na kozy.

Ve výhodném provedení odpovídají rozteče horních obvodových zářezů na horních hranách prvních betonových desek a rozteče dolních obvodových zářezů na dolních hranách druhých betonových desek násobku rozměrového modulu předpokládané prefabrikované výstavby nad prefabrikovaným základem, a to včetně rozteče mezi krajními horními obvodovými zářezy a krajními dolními obvodovými zářezy sousedních desek prefabrikovaných základových jednotek jejich svislé stykové spáry. Velikost stykových roztečí je uzpůsobena pro vzájemnou fixaci horních stran sousedících prvních betonových desek a sousedících druhých betonových desek pomocí klem.

Podstatou nového způsobu instalace prefabrikované základnové konstrukce je, že základní prefabrikované jednotky tvořené spřaženou dvojicí betonových desek se vkládají do výkonu postupně v průběhu jeho hloubení, a to ve funkci provizorního pažení. Po uložení základních jednotek jsou tyto jednotky pomocí nástavců táhel vyzdviženy do žádoucí polohy a jsou fixovány do požadované polohy horních hran prvních a druhých betonových desek. Poté se na nebo pod spodní třmeny základních jednotek uloží odvodňovací porézní potrubí a zemnicí pásnice hromosvodu. Krajní partie spodních stran betonových desek se lokálně podlijí betonovou zálivkou, a to s výhodou ve stykových bodech v okolí svislých stykových spár. V takto fixovaném stavu se změní podle potřeby poloha horních a dolních třmenů nebo se tyto třmeny odstraní a dokončí se v potřebném rozsahu podlití spodních hran betonových desek betonovou zálivkou, a to do úrovně nižší, než je horní strana odvodňovacího potrubí. Následně se prostor v okolí betonových desek vyplní vnitřním a vnějším zásypem, s výhodou štěrkovým nebo betonovou drtí, případně jiným stavebním odpadem. Nakonec se hlavová část základů upraví klasickými postupy nebo položením speciálních prefabrikovaných hlavových dlaždic.

Je výhodné, když se základní prefabrikované jednotky podélně fixují pomocí bočních klem, které se zasouvají do horních obvodových zářezů v prvních a v druhých betonových deskách. Vzájemnou návaznost betonových desek jednotlivých základních prefabrikovaných jednotek v příčném směru lze fixovat trnem ve tvaru násypky, která současně slouží pro usměrnění budově ukládané betonové směsi zálivky pouze pod styk dvou sousedních základových prefabrikovaných jednotek v první fázi podlévání betonových desek zálivkou.

Hlavním přínosem systému základové konstrukce podle vynálezu je, že maximálně omezuje technologické přestávky při budování základu stavby, minimalizuje nároky na výkopové práce a minimalizuje spotřebu cementových pojiv. Nosné prvky základů nad zámrznou hloubkou jsou plně vyrobitelné v optimálních podmínkách průmyslového provozu s vysokou úrovní automobilizace. Vnitřní stěny základové konstrukce lze přímo využít jako stěny sklepních prostorů, jejichž prostor lze od stávající zeminy uvolnit až dodatečně.

Další výhodou je, že přeprava stavebního materiálu ani montážních přípravků nevyžaduje žádné speciální dopravní a skladovací prostředky a i mechanizace výstavby se orientuje pouze na použití nejběžnějších technických prostředků.

-2CZ 305043 B6

Systém základové konstrukce prakticky bez přídavných nákladů a realizačních komplikací umožňuje vybavit tuto konstrukci soustavou upínacích míst pro svislá táhla zvyšující odolnost nadzemní stavby proti horizontálnímu zatížení.

Tento systém s předpoklady pro zatím nej operativnější výstavbu je předurčen a byl vyvinut pro potřeby operativní obnovy zástavby katastrofou postižených oblastí.

Objasnění výkresů

Příkladné provedení vynálezu je schematicky znázorněno na Obr. 1, který je axonometrickým pohledem na základovou konstrukci ve fázi její instalace do své konečné polohy ve výkopu. Na Obr. 2a je v podélném řezu a na Obr. 2b je v příčném řezu zobrazeno základní provedení základových prefabrikátů.

Příklady uskutečnění vynálezu

Základní prefabrikovanou jednotku stavebnicového systému základové konstrukce tvoří dvojice první betonové desky I a druhé betonové desky 2, které jsou na svých horizontálních stranách opatřeny alespoň dvěma, symetricky navzájem protilehle umístěnými dvojicemi horních obvodových zářezů 11 a na spodní straně, v protilehlé poloze k horním obvodovým zářezům JT, jsou vytvořeny dolní obvodové zářezy 12. První betonová deska i a druhá betonová deska 2 jsou spřažené horním třmenem 4 a dolním třmenem 5 přitlačenými do horních obvodových zářezů 11 a do dolních obvodových 12 pomoci svislého závitového táhla 6. Toto svislé závitové táhlo je na svých koncích opatřeno stahovacími prvky. Délka svislého závitového táhla 6 je větší, než je výška betonových desek i a 2. Stahovací prvky jsou například tvořeny stahovacími maticemi 18. Jinou možností je, že stahovací prvek na spodní straně svislého závitového táhla 6 je tvořen stahovací maticí 18 a stahovací prvek na horní straně svislého závitového táhla 6 je tvořen závitovou spojkou 25 s nástavcem 7 opatřeným montážní maticí 26. Tato montážní matrice 26 slouží buď pro upevnění závitových táhel 17 pro vertikální upnutí a předepnutí nosných zdí 27 a/nebo pro zavěšení základní prefabrikované jednotky na kozy 8.

Při realizaci je vhodné, když rozteče horních obvodových zářezů 11 na horních hranách prvních betonových desek 1 a rozteče dolních obvodových zářezů 12 na dolních hranách druhých betonových desek 2 odpovídají násobku rozměrového modulu předpokládané prefabrikované výstavby nad prefabrikovaným základem, a to včetně rozteče mezi krajními horními obvodovými zářezy JT a krajní dolními obvodovými 12 u svislé stykové spáry J_9 prefabrikovaných základových jednotek. Velikost stykových roztečí je uzpůsobena pro vzájemnou fixaci horních stran sousedících prvních betonových desek J_a sousedících druhých betonových desek 2 pomocí klem 9.

Takovéto prefabrikované jednotky jsou postupně během hloubení ukládány do výkopu 3 jako provizorní pažení. S využitím šroubového zakončení svislých závitových táhel 6 lze pomocí koz 8 a šroubových nástavců 7 svislých závitových táhel 6 vyzdvihnut prefabrikované jednotky základové konstrukce do patřičné nivelety. Podélně lze tyto jednotky provizorně spřáhnout pomocí klem 9, směrově je nejsnáze fixovat klínováním mezi bočními stěnami výkopu 3 a návaznost styků jednotek lze pojistit násypkami JO. Je výhodné též v této fázi výstavby uložit do výkopu porézní odvodňovací potrubí 13 a zemnicí pásnici 14 hromosvodu. Následně je možné přes násypky 10 podbetonovat dolní stykovou oblast prefabrikovaných jednotek. Po zatuhnutí této betonové zálivky 15 lze svislá závitová táhla 6 s horními třmeny 4 a s dolními třmeny 5 odstranit pro potřeby opakované aplikace a usnadnit tak pokládku potrubí 13 nebo ponechat v polohách, které vyžaduje zakotvení a svislé předpětí nadzemních dílu stavby za účelem zvýšené odolnosti proti horizontálním zatížením nadzemní stavby. Následně se předpokládá dokončení betonové zálivky 15 v celé délce spodních stran betonových desek J a 2 a zasypání prostoru výkopu 3 v okolí betonových desek J_ a 2 štěrkem nebo jiným hrubozmnějším materiálem. Horní strany betonových

-3 CZ 305043 B6 desek 1 a 2 je vhodné překrýt až do výše základové spáry 21 prefabrikovanými základovými dlaždicemi 16. Při použití mechanicky odolnější hydroisolační folie lze hydroisolační základovou spáru 21 přesunout mezi horní stranu betonových desek 1 a 2 a základové dlaždice 16 a tak usnadnit tvarovou shodu horní strany základových dlaždic 16 s dolní stranou prefabrikovaných tvárnic zvolených pro budování nadzemní části stavby.

Průmyslová využitelnost

Prefabrikovanou základnovou konstrukci nosných zdí a technologické principy, které jsou předmětem vynálezu jsou s výhodou aplikovatelné obecně v pozemním stavitelství. Avšak nejzávažnější přínosy se očekávají v aplikační oblasti, pro kterou byla tato nová technologie vyvinuta, neboli jako součást systému maximálně operativní obnovy existenční zástavby v oblastech postižených katastrofou tak, aby se minimalizovalo utrpení postižených a s maximální účinností byly využívány prostředky získávané například cestou sbírek mezinárodní charitativní pomocí těmto oblastem.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

oblastem.

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Prefabrikovaná základová konstrukce nosných zdí, vyznačující se tím, že je tvořená základními prefabrikovanými jednotkami sestávajícími z první betonové desky (1) a z druhé betonové desky (2), které jsou na svých horizontálních stranách opatřeny alespoň dvěma, symetricky navzájem protilehle umístěnými dvojicemi horních obvodových zářezů (11) pro zapadnutí horních třmenů (4) a na spodní straně, v protilehlé poloze k horním obvodovým zářezům (11), jsou vytvořeny dolní obvodové zářezy (12) pro zapadnutí dolních třmenů (5), kde horní třmen (4) je s odpovídajícím dolním třmenem (5) spojen stažením svislým závitovým táhlem (6) vyvedeným vně horního třmenu (4) a dolního třmenu (5), kde svislé závitové táhlo (6) je na svých koncích opatřeno stahovacími prvky, přičemž délka svislého závitového táhla (6) je větší než je výška betonových desek (1) a (2).
2. Prefabrikovaná základová konstrukce nosných zdí podle nároku 1, vyznačující se tím, že stahovací prvky jsou tvořeny stahovacími maticemi (18).
3. Prefabrikovaná základová konstrukce nosných zdí podle nároku 1, vyznačující se tím, že stahovací prvek na spodní straně svislého závitového táhla (6) je tvořen stahovací maticí (18) a stahovací prvek na horní straně svislého závitového táhla (6) je tvořen závitovou spojkou (25) s nástavcem (7) opatřeným montážní maticí (26) pro zavěšení základní prefabrikované jednotky na kozy (8), nebo pro upevnění závitových táhel (17) pro vertikální upnutí a předepnutí nosných zdí (27).
4. Prefabrikovaná základová konstrukce podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že rozteče horních obvodových zářezů (11) na horních hranách prvních betonových desek (1) a (2) a rozteče dolních obvodových zářezů (12) na dolních hranách druhých betonových desek (1) a (2) odpovídají násobku rozměrového modulu předpokládané prefabrikované výstavby nad prefabrikovaným základem a to včetně rozteče mezi krajními horními obvodovými zářezy (11) a krajními dolními obvodovými zářezy (12) sousedících desek prefabrikovaných základových jednotek u jejich svislé stykové spáry (19), přičemž velikost stykových roztečí je uzpůsobena pro vzájemnou fixaci horních stran sousedících prvních betonových desek (1) a sousedících druhých betonových desek (2) pomocí klem (9).

-4CZ 305043 B6
5. Způsob instalace prefabrikované základové konstrukce podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že základní prefabrikované jednotky tvořené spřaženou dvojicí betonových desek (1) a (2) se vkládají do výkopu postupně v průběhu jeho hloubení a to ve funkci provizorního pažení, po tomto uložení základních jednotek jsou tyto jednotky pomocí nástavců (7) táhel (6) vyzdviženy pomocí montážní matice (26) do žádoucí polohy a jsou fixovány do požadované polohy horních hran prvních betonových desek (1) a druhých betonových desek (2), poté se na nebo pod spodní třmeny (5) základních jednotek uloží odvodňovací porézní potrubí (13) a zemnicí pásnice (14) hromosvodu a poté se krajní partie spodních stran betonových desek (1) a (2) lokálně podlijí betonovou zálivkou (15), s výhodou ve stykových bodech v okolí svislých stykových spár (19), načež se v takto fixovaném stavu změní podle potřeby poloha horních třmenů (4) a dolních třmenů (5) nebo se tyto třmeny odstraní a dokončí se v potřebném rozsahu podlití spodních hran betonových desek (1) a (2) betonovou zálivkou (15) a to do úrovně nižší, než je horní strana odvodňovacího potrubí (13), následně se prostor v okolí betonových desek (1) a (2) vyplní vnitřním zásypem (23) a vnějším zásypem (24), s výhodou štěrkovým nebo betonovou drtí případně jiným stavebním odpadem, a nakonec se hlavová část základů upraví klasickými postupy nebo položením speciálních prefabrikovaných hlavových dlaždic (16).
6. Způsob instalace podle nároku 5, vyznačující se tím, že základní prefabrikované jednotky se podélně fixují pomocí bočních klem (9), které se zasouvají do horních obvodových zářezů (11) v prvních betonových deskách (1) a ve druhých betonových deskách (2).
7. Způsob instalace podle kteréhokoli z nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že vzájemná návaznost betonových desek (1) a (2) jednotlivých základních prefabrikovaných jednotek v příčném směruje fixovaná trnem ve tvaru násypky (10), která současně slouží pro usměrnění bodově ukládané betonové směsi zálivky (15) pouze pod styk dvou sousedních základových prefabrikovaných jednotek v první fázi podlévání betonových desek (1) a (2) zálivkou (15).

2 výkresy