Plātnes pamati: Priekšrocības, biežākie jautājumi un atbildes
Avots: Žurnāls "Būvinženieris", 2019. gada augusts, Nr. 69
http://www.buvinzenierusavieniba.lv/
https://www.facebook.com/BuvinzenierisLBS/
Žurnālu "Būvinženieris" var abonēt www.buvinzenieriem.lv, www.abone.lv vai Latvijas pasta nodaļās, savukārt iegādāties žurnālu var "Preses serviss" tirdzniecības vietās: www3.presesserviss.lv.
Raksta autors: Kaspars Bondars, Dr. sc. Ing., RTU profesors, "Jensen Consult un Arhis inženieri"
Būvniecības procesā rodas dažādi jautājumi par pamatu plātņu montāžu, uz kuriem atbildot, raksturojamas pamatu plātņu priekšrocības privātmāju būvniecībā.
Būvniecības tehnoloģiju attīstība ir nodrošinājusi plašu piedāvājumu gan ēku nesošajām konstrukcijām, gan objektā iebūvētajām inženierkomunikācijām. Plānojot ēkas būvniecību, bieži vien saskaramies ar viedokli, kuru formē publiski pieejamā informācija plašsaziņas līdzekļos un interneta vietnēs.
Tradicionāli risinājumi
Būvkonstruktors, respektējot klienta redzējumu par ēkas nesošajām konstrukcijām, risina būves mezglus, aprēķina konstrukciju dimensijas un nestspēju un projektē ēkas balstījumu uz pamatnes. Pamatu konstrukcijas galvenā funkcija ir pārnest ēkas slodzes uz būvpamatni, kā arī turpināt ēkas perimetra norobežojošās konstrukcijas ēkas pagraba vai pazemes daļā. Ir ļoti daudz nesošo konstrukciju risinājumu variantu, taču praksē pielietojam tradicionālus konstruktīvos risinājumus un tehnoloģijas.
Praksē esam saskārušies ar dažādiem pamatu risinājumiem, un katram ir atbilstoši pielietošanas apstākļi. Projektējot privātmāju pamatus, ir nepieciešama informācija par būvniecības apstākļiem, pamatnes slāņiem un to īpašībām, kas bieži vien nosaka pamatu konstruktīvo risinājumu.
Ģeotehniskā izpēte
Jebkuras ērkas būvniecību sāk ar inženierizpēti, kurā ietilpst topogrāfiskā uzmērīšana un ģeotehniskā izpēte. Ģeotehniskā izpēte sniedz nepieciešamos tehniskos datus par pamatnes slāņiem, to sagulumu, ģeotehniskajiem parametriem, pazemes ūdens līmeni, tā agresivitāti pret būvkonstrukcijām utt. Sastopot augstas deformējamības slāņus būvpamatnē, piemēram, kūdru vai dūņas, īpaša uzmanība jāpievērš ēkas slogojuma pārnesei uz nestspējīgiem slāņiem. Šajā gadījumā plātnes pamati ir iespējami tikai pie nemainīga vājas nestspējas grunts slāņu biezuma. Kūdras slāņi un dūņu slāņi ir saspiežami papildu slodzes ietekmē, un to saspiešanas nevienmērība var izraisīt pamatu plātnes sasvēršanos.
Klienta izpratne par ēkas norobežojošām konstrukcijām ir daudz plašāka nekā izpratne par ēkas pamatu konstrukcijām un to darbību. Bieži saskaramies ar viedokli par sienu materiāla pozitīvajām un negatīvajām ekoloģiskajām īpašībām, kas noteic konkrēta sienu materiāla izvēli. Pamatu konstruktīvais risinājums ir būvkonstruktora ziņā un bieži atspoguļo viņa kompetenci. Vienkāršākos grunts apstākļos pamatus var risināt tradicionāli kā lentveida bloku mūri vai monolītus, taču sarežģītos grunts apstākļos nākas pielietot plātnes pamatus vai ēku balstīt uz pāļiem.
Jautājumi un atbildes
Autors: Siltuma plūsma caur cokola mezglu (attēls no autora albuma)
Vai plātnes pamati ir pielietojami vājas nestspējas jeb kūdrainās un piedūņotās pamatnēs?
Varam apgalvot, ka plātņu pamati ir laba alternatīva pāļu un mikropāļu pamatiem.
Plātnes pamatu risinājums ir ienācis modernajā būvniecībā, attīstoties izolācijas materiāliem un ieviešot efektīvākas būvniecības tehnoloģijas. Vēsturiski ēku pamatiem lietots dabisko akmeņu un ķieģeļu mūris, lai pārnestu ēkas pašsvara un mainīgās slodzes uz būvpamatni. Mūra ēku nesošās sienas bieži veidotas kā lineāri elementi, tādēļ arī pamatu konstrukcijas zem tām bija lentveida. Mūsdienās netiek būvētas masīvas mūra konstrukcijas, un ēkas konstrukciju pašsvara vērtība ir ievērojami samazinājusies, radot iespēju sienu lineāro slogojumu pārnest uz būvpamatni caur pamatu plātni visā ēkas izmērā. Lielāks pamatu iebūves dziļums nozīmē arī krietnāku pamatu nestspēju, un tas ir svarīgi, pārnesot lielu slogojumu pamatnei. Plātnes pamatu gadījumā slodze tiek izkliedēta visā ēkas laukumā, pamatnes noslodze samazinās, un iebūves dziļumam nav tādas nozīmes. Pamatu plātni var balstīt uzreiz zem melnzemes slāņa, ja zem tās ir nestspējīgi grunts slāņi. Tieši šī iemesla dēļ iepriekšējās paaudzes būvnormatīvos tika iekļauta prasība, ka minimālajam pamatu iebūves dziļumam jābūt 0,5 metri.
Plātnes pamati ļoti efektīvi izkliedē ēkas konstrukcijas slogojumu uz būvpamatni, nodrošinot mazu spiedienu. Tā plātnes pamatus var lietot vājas nestspējas grunts apstākļos. Ēkas konstrukcijas nodod pamatu plātnei koncentrētu slogojumu kolonnu balsta vietās vai lineāru slogojumu zem nesošajām sienām, kas jāizkliedē pa visu ēkas laukumu. Šāds pieliktais slogojums rada lieces momentu un šķērsspēku pamatu plātnē, tādēļ jāaprēķina pamatu plātnes biezums un stiegrojums, ievērojot pamatnes pretestību. Būvkonstruktors, nosakot pamatu plātnes biezumu un stiegrojumu, sniegs precīzu risinājumu atbilstoši grunts apstākļiem būvobjektā. Pamatu plātņu vienkāršota aprēķina metodika dota Izodom biļetenā Nr. 8.
Tradicionāli var plātnes pamatus stiegrot ar stiegrojuma stieņiem, taču, attīstoties šķiedrbetona tehnoloģijai, varam projektēt plātņu pamatus arī bez stieņu stiegrojuma. Plātnes biezumam šajā aprēķinā ir ne tikai efektīvas nestspējas funkcija, bet arī stinguma jeb spējas deformēties slogojuma apstāļos funkcija. Smagākas konstrukcijas sienu, piemēram, bloku mūra un monolīta pārseguma gadījumā, palielinās piepūles pamatu plātnē, kas rada plātnes biezuma pieaugumu.
Vai plātnes pamati ir pielietojami, noņemot tikai augsnes kārtu?
Autors: Plātņu pamata un perimetra izolācija (attēls no autora albuma)
Plātņu pamati ir pielietojami vieglas konstrukcijas virsbūvēm koka karkasa un bloku mūra ēkās, izkliedējot slogojumu pa visu pamatu plātnes laukumu. Kā plātnes pamatu ieguvumi vēl jāmin būvniecības laika un izmaksu samazinājums.
Attīstoties būvniecības tehnoloģijām, plātņu pamatu nesošā funkcija papildinājusies ar norobežojošo funkciju, tajā iestrādājot siltumizolācijas slāni. Plātņu pamatu izolācijas funkcija attīstīta, lai nodrošinātu augstākas termiskās pretestības lielumus, kas atbilst mūsdienu prasībām. Plātņu pamati ar putu polistirēna izolācijas slāni ir efektīvs risinājums arī pasīvo ēku būvniecībā, mazinot cokola mezgla termiskos tiltus.
Atkarībā no citu norobežojošo konstrukciju izolācijas parametriem ir iespējama pamatu plātnes izolācijas biezuma korekcija. Atšķirībā no lentveida pamatu siltumizolācijas slāņu vertikālā novietojuma plātņu pamatos siltumizolācijas slāņi ir novietoti zem plātnes un perimetra ārpusē. Pamatu plātnes perimetra izolācija nodrošina aizsardzību pret negatīvas temperatūras iespiešanos zem ēkas pamatu plātnes. Šāds aprēķins iespējams ar termisko tiltu aprēķinu programmām, kuras parāda negatīvas temperatūras iespiešanos pamatnē zem perimetra siltumizolācijas slāņa. Ar modelēšanas atskaiti var iepazīties Izodom biļetenā Nr. 11. Detalizētāk pamatu plātnes siltumizolācija aprakstīta vietnē izodom.lv.
Autors: Sasaluma izplatība zem pamatu plātnes ar perimetra siltumizolāciju (attēls no autora albuma)
Pamatnes sasalšana var radīt grunts kūkumošanos – sasalšanu un izplešanos. Kūkumošanās spēki ir tik lieli, ka var veicināt pamatu vertikālus sezonālus pārvietojumus, tā saucamo izcilāšanu. Grunts kūkumošanās procesi nav iespējami rupdrupu jeb rupjas smilts gruntīs un tur, kur gruntsūdens līmenis ir pietiekamā dziļumā no grunts virsmas. Gruntsūdens ietekmi uz grunts kūkumošanos sala ietekmē nosaka pēc LBN 207-01, p. 2.5. metodikas, ietekmi novērtējot pēc 6. pielikuma 2. tabulas. Smalkas grunts apstākļos liela nozīme ir plātnes perimetra izolācijai, nodrošinot lai grunts sasalums neizplatās plātnes pamatu pamatnē.
Siltinātas pamatu plātnes sākotnēji attīstījušās Skandināvijas valstīs, kur grunts caursalšanas dziļums sasniedz vairākus metrus. Pamata izolācijas slāņu biezumu un izvietojumu var aprēķināt pēc metodikas LVS NE ISO 13793:2003 L Ēku siltumtehniskās īpašības – pamatu termiskā projektēšana, lai izvairītos no grunts izcilāšanās salā. Grunts apstākļiem atbilstoši izolēta un ēkas slogojumam projektēta pamatu plātne ir ideāls pamats privātmāju būvniecībā.
Vai plātnes pamatus var lietot, ja apbūves gabalā ir augsts gruntsūdens?
Plātņu pamati ir pielietojami rupjas smilts pamatnes apstākļos, vai veidojot smilts spilvenu zem plātņu pamatiem, arī augsta gruntsūdens līmeņa gadījumā.
Pamatu plātne pilda arī grīdas pamatnes funkciju un kalpo par ideālu un stabilu balstu gan tradicionālajām grīdas konstrukcijām, gan siltās grīdas plātnēm. Pamatu plātnes ideāli norobežo ēkas iekštelpas no radona gāzēm, kuras izplūst no grunts. Īpaši aktuāla problēma Skandināvijas valstīs ir radona gāze, kura izplūst no klinšaino iežu plaisām un paceļoties nonāk iekštelpās, tādēļ izolācijas prasības ir iekļautas Eirokodeksa pamatu projektēšanas standartos. Latvijas apstākļos radona problēma nav īpaši aktuāla, tāpēc to nereti ignorējam.
Putu polistirēns ir sintētisks izolācijas materiāls, kura degradācija notiek ultravioleto staru ietekmē. Pamatu plātnes izolācija zem pamatu plātnes tiek iekapsulēta, to apbetonējot un veidojot cokola daļas apmetumu pa ēkas perimetru. Putu polistirēna saskarsme un ietekme uz iekštelpu mikroklimatu pamatu plāksnes konstrukcijas gadījumā ir izslēgta.
Vai plātnes pamatu putu polistirēna slāņi nav kaitīgi ēkas iedzīvotājiem?
Plātņu pamati izolē gan no grunts izplūstošās gāzes, gan putu polistirēna degradācijas produktus.
