Alapozási munkák lépései
Az alapozással szemben támasztott legfontosabb követelmény, hogy az épület terheit úgy közvetítsék a talaj felé, sem az alaptest, sem az épület ne károsodjon.
Az alapozási munka menete a következő:
- a vetületi és a magassági méretek le-vetítése a zsinórállványról, függőzéssel és méréssel;
- a kiegyenlítő földmunka elvégzése, árkok kitisztítása, esetleg talajcsere;
- az anyagok beszállításának előkészítése;
- a munkaterület előkészítése stb.
Az alapozások két fő csoportja a sík- és a mélyalapozások. A mélyalapozással könyvünkben nem foglalkozunk, e módszert kisebb házaknál igen ritkán alkalmazzák.
A síkalapozás alapfeltétele, hogy teherbíró talaj a terepszinthez közel legyen. A síkalapozások lehetnek:
- sávalapok;
- pont- (tömb-, talpalapok;
- gerenda- (szalag)alapok;
- lemezalapok;
- rövid, fúrt cölöpalapok.
- Az alapozási síkok megállapításához a következőket kell figyelembe venni:
- az épület elhelyezést, azaz a beépítést más alapozás célszerű szabadon álló, és más zártsorú épületek esetében;
- a teherbíró talaj rétegeződését;
- a talajvízviszonyokat: az alapozás lehetőleg a talajvízszint fölé kerüljön;
- a tervezett alapok anyagát;
- a talaj és talajvíz ún. agresszivitását, azaz azt, hogy a szulfáttartalom veszélyezteti-e az alapozás anyagát;
- a fagyhatárt.
A fagyhatár hazánkban a hasonló meteorológiai viszonyok folytán közel állandó. A különféle talajokhoz tartozó minimális mélységek a következők:
- 80 cm: nem fagyveszélyes talaj esetén (homok, homokos kavics, kavics);
- 50 cm: nem fagyveszélyes talaj esetén, ha a talajvíz az alapozási síkot legfeljebb 2 m-re közelíti meg (ez csak dombos vidéken és magasabb fekvés esetén lehetséges);
- 80 cm: mint az előző, de fagyveszélyes talaj esetén;
- 100 cm: fagyveszélyes talaj esetén.
Ha az alaptest alsó síkja a fagyhatár fölé kerül, a talajban lévő víz megfagyása miatti térfogat növekedés következtében az alaptest súlyos károsodást szenvedhet (lásd: 2/12 ábra).
Az alapozás mélységét a talaj rétegződése, anyaga, belső szerkezete és elrendeződése határozza meg. Az alapoknak olyan mélységig kell lenyúlniuk, ahol a földrétegek már nem lazák, azaz a talaj kellő teherbírású. A teherbíró talajréteg helyenként már néhány ásónyomnyi mélységben fellelhető, másutt viszont csak mélyebben. Attól függően, hogy a teherhordó talaj milyen mélységben van, kell választani a sík vagy mélyalapozás között.
Síkalapozások
Sávalapozás
A sávalap készítéséhez nem kellenek különösebb szakmai fogások, a hazai kivitelezéseknél ez a legismertebb és legelterjedtebb. Ez, és a viszonylag olcsó anyagok beépíthetősége az oka annak, hogy a családiház-építők, még ha vállalkozásba kiadják is házuk építését, magát az alapozást még házilagosan készítik el, esetlegesen szakember – mint építésirányító – tanácsait kikérve.
- Nedvesség a talajban
- Vízszigetelés szakszerűen
- A bitumen, mint vízszigetelő anyag
Ezek a cikkek is érdekelhetnek:
Sávalapnak nevezzük az olyan alaptestet, amelynek hossza legalább 3,5-szerese talpszélességének (3/20 ábra). Egy-két szintes épületekhez ritkán készülnek külön-külön alapozási tervek, az alapozást az engedélyezési terv alaprajza és metszete szerint készítik. Az építtető azonban az engedélyezési terv készíttetésénél kérheti a tervezőtől alapozási terv készítését is, hiszen az általános alaprajza alig tartalmaz az alapozás módjára vonatkozó információkat vagy tervezői utasításokat. Igen fontos, hogy a stabilitás érdekében az alaptestek terhelése központos legyen (3/21 ábra).
A sávalapokra jellemző, hogy talpuk sokkal szélesebb a fölöttük lévő falak szélességénél. Vannak bizonyos kötöttségek, pl.:
- oldalhatáron álló épületnél a telekhatárra kerülő épület alapja nem nyúlhat a fal síkjától kijjebb, a szomszéd felé;
- ikres és zártsorú építésnél mindig alkalmazkodni kell a már meglévő építési engedéllyel már rendelkező szomszédos épületek alapozásához, illetve szintbeli elhelyezkedéséhez. Az alaptest természetesen itt sem nyúlhat át idegen területre.
Mélyebb meglévő alapsík esetén az új épület alapját a már meglévő mélységéig kell levinni (3/22 ábra).
3/20 ábra Egyszerű sávalap 1 sávalap; 2 talpkoszorú; 3 szigetelés; 4 lábazat
3/21 ábra Sáv-, talp- és szalagalapok keresztmetszetének kialakítása erőtani szempontok alapján a) szélesített sávalap; b) egy oldalt szélesített sávalap; c) egyenletes teherátadású talpalap
3/22 ábra Új épület mélyített csatlakozó alapozása A: terep; B: tervezett alapsík; C: mélyített alapsík; 1 épület; 2 új épület; 3 dilatáció; 4 meglévő alap; 5 új alap; 6 dilatációs lemez; 7 alaplépcsőzés; 8 padozatszint
Mélyebb alapsíkra tervezett új épület esetében a meglévő épület alapozását szakaszos, ún. aláfalazással hozzá kell mélyíteni, az új épület alapozásához (3/23-3/24 ábra).
3/23 ábra Meglévő szomszédos épület alap megerősítése szakaszos alábetonozással, illetve ékeléssel
a) tervezett állapot (régi és új); b) szomszédos épület végfala (m) páratlan szakaszban való kitűzéses felosztása (egy szakasz 1,0 m-nél több nem lehet); c) szakaszos földmunka (I); d) alábetonozás vagy – falazás, ékeléssel; e) földvisszatöltés az I földkiemelések munkagödreibe, a teljes alapozási sík kiemelt földanyagából; f) II ütem: mélyített földkiemelés; g) II ütem alábetonozása vagy falazása ékeléssel; h) új épület teljes földkiemelése, majd alapozás; 1. l-es munkagödör; 2 alapárok mélyítése; 3 ll-es munkagödör; 4 szakaszos alap alátalpalás; 5 új épület alapozása; 6 régi épület; 7 új épület (részletek a 3/24 ábránál)
3/24 ábra Szakaszos épület aláfalazás munkafázisainak részletei a). ..f) technológiai sorrend: 1 régi épület; 2 szakaszos alábetonozás; 3 ékelő falazás vagy betonozás; 4 tervezett új sávalap; 5 új épület fala; 6 alapozási üreg; 7 alapozási munkagödör; 8 tömörített földvisszatöltés; 9 szádpallózás
3/25 ábra Szomszédos épület dúcolása szakaszos aláfalazáshoz 1 főfal; 2 alap; 3 aláfalazás; 4 új alap; 5 beépített profilacél konzolok; 6 hosszheveder; 7 támasztórúd; 8 rácsozat; 9 papucs; 10 támaszcövek
A szakaszos épületalapozásnál gondosan kell ügyelni a következőkre;
- az alábetonozás vagy – falazás egyes szakaszainak készítésekor be kell várni a szükséges kötésidőket a következő szakasz előtt;
- az alapmélyítés időtartamára a meglévő épületet dúcolni kell, az egyes szintek födéméinek megtámasztásával (3/25 ábra);
- ha a tervezett (épülő) épület alapozási síkja azonos a szomszédos épület alapozási síkjával, akkor a dúcolás elmaradhat, de az új alapot (1-es és 2-es ütemben), szakaszosan kell betonozni. Ezekre a szakaszosan készített alaptömbökre, a teher egyenletes elosztása érdekében, erősített talpkoszorút kell készíteni, amely biztosítja a teljes együttdolgozást (3/26 ábra).
A sávalapok anyaga lehet beton és úsztatott beton, ritkábban kő és fagyálló tégla.
A beton sávalap alapárok falai közé vagy zsaluzat közé kerül, kézi vagy gépi tömörítéssel. A betonnal való takarékosság érdekében az alaptestbe kövek és jobb minőségű darabtéglák hordhatók, ez az ún. úsztatott beton. A kövek ne legyenek nagyobbak az alap szélességének 2/3-ánál. A képlékeny betonba a köveket úgy kell elhelyezni, hogy azok egymással ne érintkezzenek, tehát úsztatni kell azokat. A kőanyag %-os aránya átmérőjének függvényében a következő:
- 5-15 cm: 25-40%
- 15-25 cm: 40-50%
- 25-40 cm: 50-55%
A beton sávalapok betonjának szükséges anyagminőségét több tényező is befolyásolja:
- A talajvíz agresszív jellege. Agresszív talajvizek estén S-54-es szulfátálló cementet kell használni.
- Fagyveszélyes talaj esetén a beton minősége min. C 6 (B100) legyen.
- Az úsztatott kövek közepes szilárdságúak, a darabtéglák legalább T 100-as minőségűek legyenek.
Falazott tégla- és kőalapok falazó habarcsának minősége legalább Hf5, az alaptest hajlásszöge (a) legalább 60°. A szélesebb sávalapot a felmenő falhoz visszalépcsőztetjük. A felhasznált tégla II. vagy III. osztályú legyen, tömör fugákkal falazva. A terméskő alapokat vízszintes és függőleges habarcsfugákkal kell készíteni. Ha a kövek egyenlőtlenek, a habarcs helyett célszerűbb finom szemszerkezetű kavicsbetont használni, mert ez utóbbi gazdaságosabb, gyorsabb és statikailag is biztonságosabb.
Olyan pincefalak esetén, amelyek talajnedvesség vagy víznyomás ellen nincsenek szigetelve, a sávalap együtt betonozható a pincefallal.
A pontalapozás
A pillérvázas épületek pillérei alatt általában pontszerű alaptestek készülnek. A pontalapok keresztmetszete lehet négyzet, sokszög vagy kör alakú. Ha a talajviszonyok lehetővé teszik, ott a pontalap zsaluzata a földfal. Anyagukat és kivitelüket tekintve a pontalapok általában azonosak a sávalapokkal.
A vasbeton pontalapok anyagtakarékossági okok miatt talplemezük felett csonka gúla alakúak, de lehetnek rövid konzolgerendákkal bordázott talplemezek is.
A helyszínen készített pontalapok készítésének menete a következő:
- a tengelyek kitűzése (metsződő pontok);
- az alapgödör kiemelése (dúcolással);
- a szerelőbeton elterítése;
- a vasszerelés beépítése;
- a zsaluzások behelyezése;
- betonozás;
- kizsaluzás;
- földvisszatöltés.
Olyan helyen, ahol a mértékadó talajvízszint magasabb, a pontszerű talp vagy tömbbeton alapok gazdaságosabbak bármilyen más alapnál. A nyugalmi talajvízszint alatti, viszonylag kis mennyiségű földtömeg géppel gyorsan kiemelhető, majd a tömbalap – kisebb vízszivattyúzással – azonnal visszabetonozható. Egy vasbeton talpalap is igen gyorsan aznapi betonozással elkészülhet, a következő sorrendben:
- a betonacél-szerelést előre, beemelhető állapotra el kell készíteni;
- beemelhető zsaluzat előre elkészítése;
- a beton óramű pontosságú előkészítése;
- a nyugalmi talajvízszint alatti gépi földmunka elvégzése;
- vízszivattyúzás – alapfenék rendezése – kézi földmunkával 10-30 cm kavicsszivárgó és kaviccsal takart zsomp készítése;
- a kész vasalás beemelése;
- a szerelőbeton beterítése;
- a kész zsaluzás behelyezése (méretes szintellenőrzéssel);
- betonozás.
Gépi földkiemeléssel és bedolgozással, egy m3 földtömeg harminc perc alatti teljesítménnyel, napi több alaptest is elkészíthető. Az oldható kötésekkel készített zsaluzat másnap áthelyezhető a következő helyre. Ha a pilléralapokat felül gerendák fogják össze, biztosítható azok építés utáni egyenletes süllyedése, ill. mozgása.
A gerendaalapozás
Gerenda- vagy szalagalapok akkor készülnek, ha a pilléralapok nagy alaprajzi méreteik miatt túlságosan közel kerülnének egymáshoz. A talajfeszültségek egymásra hatása következtében az alapok teherbírása csökken és a várható süllyedések valószínűsége pedig nagyobb, mint a sáv- vagy a lemezalapok esetében, ez a megoldás azonban jobb a pontalapozásnál.
Gerendaalapozás készíthető vázas és falazott rendszerű épületekhez egyaránt, a talaj, a helyi adottságok és a technológiai felkészültség figyelembevételével. Igen célszerű zárt sorú épületeknél, mert a szomszédos épületek mellett nincs akkora védelemre szükség, mint egyéb alaptípusnál. Ebben az esetben a gerenda alaptest mindig végével érintkezik a meglévő építménnyel, a vég- (tűz-)falak terheit a gerendarács viseli, ill. adja át a szalagalapra. Keresztmetszeti kialakításuk többféle lehet.
A lemezalapozás
Lemezalapozásnál az épület teljes alapterületén, esetleg csak egy kisebb összefüggő részén vasbeton lemezszerkezet készül (3/36 ábra).
Lemezalapozás készítése akkor indokolt, ha
- a talaj teherbírása (az épületterhekhez képest) igen csekély:
- a legalsó épületszint részben a talajvízszint alá kerül, és a víznyomás felvételéről is gondoskodni kell;
- a talajvíz (vagy talajnedvesség) agresszív hatású, és az alapozás védelme másként nem biztosítható.
- az épület pillérosztása túl sűrű.
A lemezalapozás előnye, hogy nem érzékeny a süllyedésre és egyéb külső (pl. dinamikus) hatásokra, az épület alépítménye egyszerű és biztonságos, a földkiemelés jól gépesíthető. Hátránya viszont, hogy a lemezalapozásnál vízszintes alapozási síkot kell kialakítani; a lejtős terep követése vagy a szomszédos épületekhez való csatlakozás alaplépcsőzéssel nem lehetséges.
A lemezalap tulajdonképpen egy fordított helyzetű vasbeton lemezfödém, ahol a terhelést az alapozási síkon keletkező talajfeszültségek, illetve a talajvíznyomás jelenti, a lefelé mutató támaszerők pedig a teherhordó falak, ill. pillérek terheléséből adódnak. Ennek megfelelően lemezalapként a monolit vasbeton födémek bármelyik változata elkészíthető, a szerkezettípus megválasztása a fesztávolságoktól, az épület teherhordó szerkezeti rendszerétől (főfalas, vázas vagy vegyes), a terhelés (víznyomás) nagyságától és a talajfajtától (szemcsés, kötött vagy nagyon puha, folyadékszerűen viselkedő) is függ.
A rövid, fúrt cölöpalapozás
Kis alapozási mélységük és erőjátékuk miatt a rövid, fúrt cölöpök a síkalapok közé sorolhatók. Az ilyen alapozás akkor indokolt, ha az épület falterhei csekélyek, a cölöpökre átadódó teher függőleges, és a terep-, illetve talajadottságok (fúrhatóság, teherbíró talaj a terepszinthez közel) is megfelelőek.
A cölöpök anyaga helyszínen készített beton (esetleg vasbeton), amelyet gépkocsira szerelt fúróberendezéssel kimélyített, 30-40 cm átmérőjű, 100-300 cm mélységű furatokba tömörítenék. A cölöptávolságot számítással kell meghatározni, ez azonban nem lehet kisebb, mint a cölöpátmérő 1,5-szerese. A cölöpöket – legalább átmérőjükkel azonos mélységben – a teherbíró talajrétegbe kell süllyeszteni.
A cölöpfejeket a talpgerendák fogják össze, amelyek az alapok együttdolgozásán túl biztosítják az épület stabilitását. A talpgerendák alatt a fagyhatár mélységéig mindenképpen talajcsere szükséges (osztályozott kavics), max. 50%-os tömörítéssel. Teljes tömörítés az épület várható minimális ülepedése miatt nem végezhető, mert végül a számításon kívül hagyott talaj viselné az épület egyes terheit, ami komoly veszélyt jelenthetne az épületre.
Mélyalapozások
Mélyalapozás családi házakhoz igen ritkán készül, inkább többlakásos társasházaknál fordul elő. Főbb fajtái a cölöpalapozás, a kútalapozás és a résfalas alapozás.
A cölöpalapozás készülhet vert vagy fúrt cölöpökkel. 5-6 m alatti teherhordó talajok esetén fenyőfa vagy vasbeton anyagú vert cölöpökből készíthető cölöpalapozás. Gyantadús fenyőfa csak állandó talajvíz esetén, vasbeton viszont bárhol és bármikor használható cölöpalapozáshoz.
Az ún. fúrt cölöpözés technológiája azonos a rövid fürt cölöpözés technológiájával. A vert cölöp előnye a talajtömörítésből adódó palástnyomás, a fúrt cölöpé pedig az egyszerűbb kivitelezhetőség.
A kútalapozás a süllyesztéses mélyalapozások egyik fajtája. A kútalap olyan alaptest, ahol egy – általában beton vagy vasbeton szerkezetű – köpenyfalat, (belsejéből a talajt folyamatosan kiemelve), süllyesztenek le a teherbíró talajrétegig. A süllyedést általában a kút saját tömege idézi elő, amit segít a köpenyfal aljának vágóél szerű kiképzése és a köpenysúrlódás mesterséges csökkentése. A kút belsejét süllyesztés után sovány betonnal, esetleg kaviccsal töltik ki, majd teherelosztó alaptömbbel zárják le.
A résfalas alapozás munkagödör körülzárására és talajvíz távoltartására is alkalmas. Különösen gazdaságos akkor, ha az alapozásnak térelhatároló és szigetelési feladata is van. A résfal a talajba mélyített, szakaszokból összeépített folyamatos tábla vagy különálló pillér, illetve ezek különböző elrendezésű és keresztmetszetű rendszere. A résfalak vastagsága másik két méretéhez képest csekély, a kialakítandó munkaárok résszerű.
A résfalas alapozás a magasépítésben a következő területeken használható:
- süllyedésre érzékeny, ill. nagy terhelésű épületek és építmények alapozása;
- foghíjbeépítések alapozása;
- dobozos teherhordó szerkezettel kialakított (pl. panelos) épületek alapozása;
- támfalak építése.
Válaszfalak alapozása
Az épületek belső térelválasztó válaszfalai alá ritkán készül a főfalak alattihoz hasonló alapozás. Válaszfal alá a legegyszerűbb sávalap is költséges lenne, a kis falteherhez elegendő egyszerűbb kiváltás készítése (3/38 ábra). Elterjedt megoldás a válaszfalak gerendás gyámolítása, annál is inkább, mert ha a válaszfal az aljzatbetonra terhel, akkor az egyenlőtlen tömörségű feltöltés miatt a válaszfalak szinte kivétel nélkül idő előtt megrepedeznek.
Maguk a talpgerendák az alap- vagy a lábazati falra, esetleg közbenső fúrt vagy ásott, kisebb pontalapra terhelhetők.
A legegyszerűbb, a helyszínen készített változat, sűrűbb és különböző irányú válaszfalak alatt is egy záró síkkal megépíthetők, valamint az alatta húzódó közművezetékek lejtései is jobban megadhatók.
3/38 ábra Válaszfalak alapozása a) vastagított aljzat; b) vasalt aljzatbeton; c) monolit talpgerenda; d) előre gyártott típus vasbeton áthidaló vagy födémgerenda; 1 válaszfal; 2 burkolatok; 3 védőfólia vagy szigetelőlemez; 4 vastagított aljzat; 5 aljzatbeton; 6 vasalás; 7 monolit vasbeton gerenda; 8 előre gyártott vasbeton kiváltó; 9 padozat alatti vízszigetelés; 10 kifalazás; 11 tömörített feltöltés; 12 kibetonozás