Įrengiant požemines konstrukcijas, neišvengiami įvairūs žemės darbai, kurie dažnai būna sudėtingi, ypač kai inžinerinės geologinės sąlygos yra neįprastos. Pamatų statyba, skirtingai nei antžeminė, keičia gruntinę aplinką: kasamas ir pilamas gruntas, nuolat dirbant su juo kontaktuojama. Šių darbų dažnai neįmanoma atlikti be žalos aplinkai. Todėl ypač svarbu dar prieš statybos darbų pradžią prognozuoti galimą aplinkos keitimo pobūdį bei to keitimo pasekmes ir numatyti priemones, kurios padėtų apsaugoti ir išlaikyti kuo natūralesnę gamtinę aplinką aplink statybvietę.
Atliekant požeminius darbus, ypač kai tenka žeminti vandens lygį ar įrengti dirbtinius pagrindus, gali įgriūti žemės paviršius, atsirasti plyšių žemėje, pasitaiko grunto nuošliaužų, nuogriuvų, žemės paviršiaus įdubų, kuriose, jei nepadaromas nuotėkis, laikosi vanduo. Pakeitus paviršiaus reljefą, nes iškasamas ar užpilamas gruntas pakeičia žemės paviršiaus lygį, lietus ar tirpstančio sniego (ledo) vanduo nuplauna viršutinį žemės sluoksnį (dirvožemį). Kai gruntas intensyviai kasamas ar lyginamas, vežamas dirvožemis ar gruntas, vėjo veikiamos žemės dalelės išsisklaido (vėjo erozija). Dėl to blogėja dirvožemio struktūra. Kai gruntas kasamas ar gręžiamas, kai dirba žemsiurbės ar hidromonitoriai, atsirandantis purvas nuteka į statybvietės aplinką. Statybvietė dažnai tampa aplinkos teršėja.
Pamatų įrengimo darbai yra labai specifiški, dažnai sudėtingi, be to, jiems sunku pritaikyti standartinius statybos darbų technologijos variantus, todėl šiems darbams paprastai sugaištama daugiau laiko negu antžeminės dalies darbams.
Kai gruntas stabilus, požeminės statinio dalies įrengimo darbai paprastai atliekami atviroje duobėje. Kai gruntas nestabilus, įrengti požemines konstrukcijas atviroje duobėje dažnai būna neracionalu ir neekonomiška. Tokiais atvejais kalami poliai arba įrengiami gilieji pamatai: į gruntą įleidžiami kesonai, šuliniai, daroma tranšėjinė siena.
Gruntas kaip pagrindas pamatams
Pagrindiniai pastatų požeminės dalies laikantieji elementai yra pamatas ir jo pagrindas, požeminės dalies sienos, perdangos, įvairūs kanalai ir kt. Nuo to, ar gerai šios konstrukcijos įrengtos, ar jos patvarios ir stabilios, priklauso viso pastato būklė.
Pagrindas - tai gruntas, laikantis pastato konstrukcijų ir kt. apkrovas. Pagrindų būna natūralių ir dirbtinių. Natūralus pagrindas - tai natūralios nesuardytos struktūros gruntas. Dirbtinis pagrindas - tai gruntas, kurio dalis pakeista kitu, tinkamesniu, gruntu arba esamo grunto savybės pagerintos įvairiais grunto stiprinimo būdais.
Pamatas - tai konstrukcija, perduodanti kitų pastato konstrukcijų apkrovą pagrindui. Jei požeminėje pastato dalyje yra patalpos, pamatas dar yra ir atitvarinė konstrukcija.
Kaip pasiruošti fondui
Dirbtinio pagrindo įrengimas ir stiprinimas
Pastato dirbtiniam pagrindui įrengti ir stiprinti yra įvairių technologijų, kurios pasirenkamos pagal grunto savybes, pastato ar statinio tipą bei apkrovas. Dažniausi dirbtinio pagrindo įrengimo būdai: grunto tankinimas, gruntinių pagalvių įrengimas, grunto stiprinimas įšvirkščiant į jį tirpalą ar skiedinį, užšaldant gruntą.
- Tankinama, kai pagrindo gruntas yra poringas, suspaudžiamas - purus smėlis, liosinis, silpnas molinis, piltinis ir kai kurie kiti gruntai.
- Pagrindas dirbtinai stiprinamas tada, kai reikia padidinti grunto gilesnių sluoksnių laikomąją galią arba mažinti vandens filtravimąsi. Stiprinama injektuojant į gruntą įvairių medžiagų (cemento, negesintų kalkių skiedinio, bitumo, skystojo stiklo, įvairių dervų). Į gruntą gręžiant ar kalant įleidžiami injektoriai, pro kuriuos su slėgiu į dispersinio grunto poras ar uolienos plyšius švirkščiamas parinktos medžiagos suslėgtas tirpalas, kuris kietėdamas sujungia grunto daleles.
Įrengiant pagrindus gali atsirasti defektų. Dažniausiai apkrovą laikančio pagrindo stiprumas sumažėja dėl to, kad pernelyg ilgai paliekamos iškastos duobės. Dėl to pagrindas gali perdrėkti ar perdžiūti, o esant neigiamai temperatūrai - ir peršalti. Todėl patartina iškastose duobėse kuo greičiau įrengti pamatus, o įrengtus - nedelsiant užpilti gruntu. Kad į duobę nepritekėtų vandens ir jis neišplautų grunto, paviršinį vandenį būtina nuleisti grioviais.
Pagrindus gali sugadinti mechanizmai, transportas, ypač jei gruntas labai šlapias. Grunto struktūrą ardo veikiančių mechanizmų dinaminės apkrovos. Sprogdinimas taip pat gali pakenkti pagrindams. Kai reikia žeminti gruntinio vandens lygį, gali būti išplautos grunto dalelės ir taip deformuotas pagrindas.
Pagrindas gali būti gadinamas ir tada, kai neteisingai atliekami darbai. Pavyzdžiui, gruntas kasamas žemiau projektinio lygio, gruntai netinkamai stiprinami arba prastai tankinami, netinkamai užpilami pamatai. Pagrindams taip pat gali pakenkti ir kiti žemės darbai, dirbami šalia iškastos duobės ir t.t.
Pamatų įrengimo technologijos principai
Pamatų konstrukcijos būna labai įvairios. Skiriamos pagal paskirtį, apkrovos dydį, inžinerines, geologines, gamybines bei kitas sąlygas.
- Stulpiniai pamatai būna su platesniu padu arba be jo, daromi po kolonomis. Gali būti surenkamieji arba monolitiniai, montuojami atvirose duobėse arba betonuojami gręžduobėse.
- Juostiniai pamatai gali būti surenkamieji arba monolitiniai, įrengiami po sienomis ar kolonų eilėmis. Jei po pastatu daromas rūsys, juostiniai pamatai kartu yra ir rūsio sienos. Kryžminiai juostiniai pamatai įrengiami po kolonomis ant nevienodo ir nestabilios struktūros grunto.
- Plokštiniai pamatai paprastai įrengiami po visu pastatu. Plokštė gali būti lygi arba briaunota.
- Dėžiniai pamatai - tai monolitinė kesoninė plokštė; jie tinka, kai pamatų apkrovos didelės.
- Masyvieji pamatai būna monolitiniai betoniniai ar gelžbetoniniai. Jų forma ir matmenys priklauso nuo įrenginio ar mašinos, kuri montuojama ant to pamato. Tokie paprastai būna dūmtraukių, televizijos bokštų, presų pamatai.
- Rėminis pamatas - tai standus rėmas, kurio stovai įstatomi į atraminės plokštės lizdą ir standžiai sumonolitinami.
- Poliniai pamatai įrengiami tuo atveju, kai pastatai ir įrenginiai statomi ant silpno pagrindo. Jie taip pat apsaugo nuo vandens pritekėjimo, grunto nuošliaužų ir pan.
- Gręžininiai pamatai taip pat daromi po kolonomis, statant antifiltracines užtvaras bei įlaidines sienas ir pan. Didelio skersmens gręžininiai pamatai gali perimti dideles koncentruotas daugiaaukščių pastatų apkrovas.
- Kevaliniai pamatai daromi po įvairiais statiniais ir įrenginiais, kai inžinerinės geologinės sąlygos sudėtingos. Kevalai gali būti surenkamieji gelžbetoniniai arba metaliniai, jų skersmuo iki 4,5 m.
- Gramzdinamieji šuliniai tinka statant didelių matmenų giluminius apvalaus, stačiakampio, elipsinio skerspjūvio statinius. Šuliniai grimzta nuo savos ir papildomos masės, taip pat specialiomis priemonėmis mažinant trinties jėgas tarp gramzdinamojo šulinio sienelių ir grunto.
- Kesonai naudojami tais atvejais, kai darant pamatus, į duobę priteka daug vandens, kurio neįmanoma pašalinti įprastais gruntinio vandens šalinimo metodais.
Pamatų konstrukcijų ypatumai turi esminę įtaką jų įrengimo technologiškumui, kurį įvertinti galima įvairiais metodais. Vienas iš metodų - sutartinis pamato sudėtingumo koeficientas, įvertinantis pamato formą, sunaudotų medžiagų kiekį ir išlaidas. Pamatų technologiškumas R apskaičiuojamas taip:
R = k0 × k1 × k2 × k3 × k4;
Šioje metodikoje nėra koeficiento, įvertinančio darbo sąnaudų poreikį, nors tai irgi rodo įrenginio technologiškumą. Darbo sąnaudų poreikį, nors ir netiesiogiai, apibūdina kiti skaičiuojamieji koeficientai, turintys įtakos darbo sąnaudoms: pamato forma, armavimo lygis, inkarinių ir įdėtinių detalių kiekis. Technologiškumo vertinimas koeficientu R yra supaprastintas, nes ne visai tiksliai rodo tikrąjį technologiškumą, tačiau priimtinas, kadangi nėra kitos geresnės metodikos.
Pamatų įrengimas atvirose duobėse. Atvirose duobėse pamatai dažniausiai daromi gyvenamiesiems namams, pramoniniams ir kitokiems pastatams, jei gruntas tam tinka. Pamatai paprastai daromi iš monolitinio ir surenka-mojo betono ar gelžbetonio. Rečiau naudojamos kitos medžiagos.
Hidroizoliacijos svarba
Ši hidroizoliacija naudojama siekiant apsaugoti pamatus nuo kapiliarinio ir nuo gruntinio vandens. Vienas iš paprasčiausių vertikaliosios hidroizoliacijos būdų yra padengti sienas bitumo sluoksniu (smalavimas), bet šis būdas taikomas kai gruntas yra smėlis. Jeigu grunte yra molio ar kokios drėgmės tada reiktų taikyti geresnes hidroizoliavimo medžiagas.
Bitumas yra nebrangi, paprasta medžiaga, turinti savų trūkumų: trumpas naudojimo laikas, prie nulinės temperatūros jis tampa netąsus, trapus, plyšta, atšoka, beto darbas su šia medžiaga gan pavojingas. Tepamai hidroizoliacijai priklauso ir bituminės- guminės, bituminės- polimerinės mastikos, cementinės polimerinės mastikos. Cementinės- polimerinės mastikos, sudarytos iš sauso cemento ir mineralinių priedų gerai sukimba su pagrindu todėl tinka ir ant judrių paviršių.
Klijuojamos hidroizoliacijos danga yra daroma iš ruloninių arba plėvelinių hidrizoliacinių medžiagų, kurios ant pagrindo ir viena ant kitos klijuojamos naud...