|
Az épületek, építmények alapozása a kultúrmérnöki tudományon belül is külön szakág. Könyvek százait írták tele az elméleti és gyakorlati tudnivalókkal. A kőház tulajdonosának érdemes kicsit részletesebben megismerni e témát akkor is, ha háza több évtizede, esetleg évszázada áll már a helyén. Ugyanis sok esetben az alapok kismértékű, rejtett sérüléseiből eredhetnek olyan problémák, melyek később már komolyabb beavatkozást igényelnek. És biztos vannak, akik bővíteni, felújítani szeretnék az épületüket, vagy el szeretnék végezni a szükséges fenntartási munkákat: ez a fejezet nekik is szól. Elődeink mindenféle bonyolult számítás, hókusz-pókusz nélkül képesek voltak meghatározni házaik alapozásának mikéntjét. A régi építőmesterek, építtetők egészen a XIX. század közepéig - azaz a nagy tömegű városi lakásépítés megjelenéséig nem sokat foglalkoztak az alapozás előzetes méretezésével. Ez különösen igaz a népi építészetre. Azt tartották, hogy az olyan alap a jó, amelyik vaskos, széles - mert az ilyen mindenképpen megtartja a felette álló épületet. A kőfalak eleve vastagabbra készültek minden más falnál (50-60 centisek legalább voltak, de inkább még vastagabbak), az alattuk húzódó, még ennél is szélesebb, vastagabb alapok biztosan elosztották a terheket. Ritkán hallani arról, hogy egy régi kőépület alapozási hibák miatt tönkrement, sérült volna - ennek ellenére nem árt néhány, az alapozással összefüggő alapelvet röviden megismerni. Az épületek alapozása azt a célt szolgálja, hogy a falakról a talajra jutó terhelést megfelelő módon átadja (és eloszlassa) a teherbíró talaj felé. Két fő alapozási rendszer ismeretes a mérnöki gyakorlatban: a síkalapozás és a mélyalapozás. A hazai népi építészet síkalapozási rendszert használ. Ennek műszaki, gazdasági és munkaszervezési okai vannak. A síkalapozáson belül ismert a pontalap, a lemezalap és a sávalap fogalma. A pontalap és a sávalap kombinációjából - éppen a kőépítészet kialakulása révén - keletkezett az úgynevezett szalagalap. Régi nagyobb méretű épületek (pl. templomok, kúriák, közösségi épületek) esetében találkozhatunk ezekkel. A népi építészetben a sávalapozás a leggyakoribb alapozási rendszer, ami adódik az épületek formájából, falának kialakításából és más tényezőkből. Persze egy-egy esetben a lemezalap vagy a pontalap ismerete sem felesleges (pl. pillérek utólagos beépítésénél). Mielőtt egy épület alapozásának nekikezdenénk, az alábbi szempontokat kell figyelembe vennünk: i, a teherbíró, teherviselő talaj mélysége az épület alatt ii, a teherviselő réteg fajtája és eloszlása a leendő épület alatt iii, a felszín alatti víz (talajvíz-) viszonyok, iv, esetleges olyan kedvezőtlen adottságok, melyek természetes, vagy mesterséges eredetűek (pl. foghíjbeépítés, lösztalaj, esetleges vízfolyás, természetes üreg, mesterséges üreg, csúszásveszély stb.) v, az épület nagysága, terhelési viszonyai vi, az épület tervezett élettartama, gazdasági értéke vii, az építési technológia, a beszerezhető anyagok fajtája, az építő felkészültsége viii, A kőházak alapozásának készítése
ix, Pontalapok, lemezalapok x, A kőalapok méretezése A kőházak konkrét alapozási kérdései előtt röviden tekintsük át ezeket a tényezőket. Az könnyen belátható, hogy az épület helyén található - érintetlen, "szűz" - talaj felső 20-50 cm-es rétege nem alkalmas arra, hogy az épületet ráhelyezzük. A felső réteg (humusz) növény, állati hatásokra aprózódott, gyökerek, rovarok, puhatestűek járatai lyukasztották át. Ez a réteg az állandó természeti változásoknak a legjobban kitett réteg, az eső, a fagy hatására a talaj - még ha annak is látszik - nem alkalmas terhek viselésére. E nem teherviselő rétegnek a vastagsága csak helyi vizsgálattal (magyarul ásással) határozható meg, gyakran egy-egy településen belül is változó. A megfelelő alapozási sík meghatározását új épületeknél (főleg, ha a iii., és iv. alpontban felsorolt tényezők közül valamelyik is fennáll) komoly, általában talajmechanikai szakértő által készített szakvélemény alapozza meg. Mint már említettem, kétféle alapozási módot különböztet meg a mérnöki tudomány: a síkalapozást és a mélyalapozást. Síkalapozást akkor készítünk, ha a teherviselő talaj a felszínhez közel található. A mélység meghatározásánál fontos szempont a területen szokványos fagyhatár ismerete. A fagyhatár felett (azaz a felszínhez közel) a talajok egyrészt kevésbé teherbíróak, másrészt a talajban mindig jelen levő víz megfagyása, valamint periodikus fagyása és felengedése súlyos, helyrehozhatatlan károkat okozhat. Ennek fizikai magyarázata a következő: a talajban megfagyott víz térfogatváltozást szenved (duzzad), vele együtt a talaj is. Ha az épület alapozási síkja ebben a rétegben fekszik, ez a folyamat megemeli az épületet. Tipikus megjelenési formája ennek a hibának az ablakok alatti parapetfalak törése - ugyanis e parapetfalakon nincs akkora leterhelés, mint az épület falazatának többi részén - és nem tud ellentartani az alulról jövő erőhatásnak. Ha a fagy felenged, akkor a megemelt épületszakasz visszasüllyed - ez is igen káros az épület szerkezetére, állékonyságára (megjegyzem, a kőfalak különösen érzékenyek az ilyen jellegű károsodásra, erről az alapozási hibákról szóló fejezetben olvashatunk részletesebben). Tudni kell, hogy az agyagtalajokban a fagyás után sem következik be süllyedés (ez az agyag kolloidszerű, duzzadásra hajlamos tulajdonságainak tudható be), így a károsodások fokozottan léphetnek fel. Természetesen a fagyhatásra az alaptest anyagának megválasztásakor is figyelemmel kell lenni: fagyra érzékeny követ nem szabad alapba beépíteni (pl. puha mészkő, tufa stb.). Régebben a szabványok a fagyhatárt egyszerűen úgy határozták meg, hogy 300 métert meg nem haladó tengerszint feletti magasságú területen szemcsés talajban 50 cm, kötött talajban (agyagban) 80 cm a fagyhatár, 300 méter feletti magasságban pedig 80 cm ill. 100 cm ez az érték. Ezt a meghatározást ma is alkalmazhatjuk. Az alapozási sík megválasztásánál közrejátszhatnak más tényezők is. Például, ha meg lehet takarítani az alapozás közben víztelenítései munkát, érdemes átgondolni azt a lehetőséget, hogy magasabban (de nagyobb alapszélességgel) alapozzunk. Ha a tervezett alapozási sík alatt olyan nem teherbíró réteg van (pl. tőzeg), amiből süllyedések származnak: érdemesebb lejjebb menni az alapozással. A teherviselő réteg milyensége és eloszlásasem hanyagolható el az alapozási mód meghatározásánál. Előfordulhat, hogy az épület helyén egy pár méter hosszig megfelelő, teherbíró talaj található, ám ez a réteg átvált például egy vékonyabb-vastagabb feltöltés rétegre, vagy egy régi vízfolyás hatására ott maradt szerves földtömegre. Ebben az esetben komolyabb alapozási mód szükséges, vagy változtatni kell az elhelyezendő épület alakján, formáján. Néha az is elegendő, ha az épület néhány méterrel arrébb kerül a tervezettnél. Amíg a kisebb teherbírású, de egyenletes eloszlású altalajból származó egyenletes épületmozgás (süllyedés) egy elfogadható és megelőzhető tényező, addig a különféle fizikai tulajdonságú talajok hatására keletkező egyenlőtlen épületsüllyedés igen komoly károkat, nem egy esetben az épület tönkremenetelét okozhatja. Minden építmény esetében igen fontos az épület alatti és körüli felszín alatti vizek megléte, vagy hiánya. A felszín alatti vizeket több kategóriába soroljuk, a síkalapozásnál a talajvíz és a rétegvíz az, amely hatással lehet az épületre. A rétegvíz abban különbözik a talajvíztől, hogy általában két vízzáró réteg között áramló vizet nevezzük így. Jelentősége azokon a területeken van, ahol a felszín domborzati viszonyai miatt a rétegvíz a felszín közelébe kerülhet - netalán kiléphet a felszínre. A felszín alatti vizek fizikai és kémiai hatásokkal jelenthet kárt. A fizikaiak közül a víznyomás és az alaptest anyagában fellépő (hajszáleres, vagy más) vízbejutás, a kémiaiak közül a víz agresszív hatása a legjelentősebb. A "szokásos" talajvíz nyomása elleni védekezés előre számítható, kalkulálható, nagyobb gondot jelent az, ha valamilyen ok miatt megemelkedik a talajvíz szintje, és nyomása. Ugyanilyen súlyos - és napjaink aszályos időjárása esetén egyre gyakrabban előforduló - gondot jelenthet a talajvíz radikális süllyedése, amikor a talajból eltűnik a sok tényezőt befolyásoló nedvesség. A fizikai hatások a rétegvizeknél fokozottan jelentkeznek, ugyanis a rétegvízek (a domborzati viszonyoknak, a vízzáró rétegek elhelyezkedésének megfelelően) rendszerint mozgásban vannak. Extrém körülmények között lejtős területeken ezek a vizek összegyűlhetnek, feltorlódhatnak az épület mögött. Mintegy felszín alatti vízlencsét alkotva súlyos, nehezen helyrehozható károkat okozhatnak az épületben. A kövekből épült alapoknál mindenképpen figyelni kell a felszín alatti vizek kémiai jellegére. A nem semleges kémiai tulajdonságú vizek (agresszív vizeknek hívjuk őket) egyes kőfajtákat károsíthatnak, igen rövid idő alatt tönkretehetnek. Általában a mésztartalmú kövek érzékenyek az ilyen hatásokra, a vulkáni kőzetek (andezit, bazalt) nem. Az épület alapozásának megtervezésekor azokon a területeken, ahol extrém állapotok vannak, minden esetben megköveteli az építési hatóság részletes talajmechanikai szakvélemény készítését. A népi építészetben ilyenek nem készültek régen, ám aki új ház építését tervezi, annak érdemes elgondolkozni az ilyen körülmények nélkül is, rászán-e egy kisebb összeget a vizsgálatra, hogy később nem érje meglepetés. Melyek ezek a hatások? Csak néhány a lehetségesek közül: Foghíjbeépítés, vagy egy már meglévő épület közvetlen közelébe történő építésnél úgy kell az új épületet elhelyezni, hogy a régi épületben ne keletkezzen kár - ugyanakkor az új épület se károsodjon a már meglévő épület hatásától. Azaz nem terhelhetjük rá új épületünket a már ott álló épület szerkezeteire, vagyis az alapozási síkot a régi épülethez igazodóan kell meghatározni. A megfelelő mód az, ha megvizsgáljuk a már meglévő épület terhelési zónáját, és az új épület helyét úgy választjuk meg, hogy az alapunk ne essen ebbe. ha mégis, akkor a megfelelő alapozási mód megválasztása igen fontos. Szintén nagyon fontos, és gyakran elfelejtkeznek az építők arról, hogy nem csak a kész épület hatásaira kell gondolni, hanem az építkezés, kivitelezés során fellépő hatásokra is. Az elmúlt években, évtizedekben számos (gyakran tragédiába torkolló) példája volt annak, hogy egy új építmény kivitelezésénél nem vették figyelembe az építési terület közvetlen szomszédságában lévő épületek tulajdonságait. Ilyen esetekben elsődleges a meglévő épületállomány védelme. Elég egy túl hosszú ideig nyitva tartott munkaárok, vagy egy nagyobb intenzitású eső, és már megvan a baj. Az épület alatt egy addig nem ismert vízfolyás, vízér is előfordulhat. Ez főleg nagyobb természetes felszíni vizek (patakok, mocsaras terület, esetleg folyóközeli részek) esetében fordulhat elő, de figyelni kell a lejtős területen történő építkezéseknél is. A kifejezetten alföldi, folyók által lerakott altalaj-jellegű területek kivételével gyakran előfordulhatnak természetes vagy éppen mesterséges üregek (barlangok, pincék). Hazánkban jelenleg több mint 100 olyan település van, amelynek súlyos gondot okoz a régi korok emberei által vájt pincék, üregek megléte. Építkezés, tervezés előtt ismerjük meg ezeket a körülményeket is, mert az általuk okozott károk elhárítása óriási anyagi áldozatokat igényel. Nem lehetetlen ezeken a helyeken sem az építkezés, de vannak bizonyos előírások, melyek betartása szükséges. Ilyen esetben mindenképpen kérjük szakember segítségét. Szintén szakember segítsége szükséges abban az esetben, ha löszös talajkörnyezetben kerül sor építkezésre, felújításra. Nem is gondolnánk, milyen sok helyen okoz gondot hazánkban ez a speciális talajfajta. A Duna mentén, a Balaton-felvidéken számtalan esetben történt már talajcsúszás, épületkárosodás a lösztalajok miatt. Miután az épület környezetét megvizsgáltuk az alapozás szempontjából, rátérhetünk magára az alapozási, épületszerkezetek tulajdonságaira. Legfontosabb az épület súlya, nagysága. Hiszen - mint azt az előbb írtuk - az alap feladata az épület terhét átadni és elosztani a teherviselő talajnak. A különféle épületek különféle súllyal nehezednek az alapra. A kőfalazatú épületeknél különös gonddal kell eljárni, hiszen maga a falazat anyaga is jelentős terhet ad át az alapokra. A tervezési szabványok meghatározzák az épületek alapozásának tervezési előírásait, de néhány szabályt meg kell ismernünk. A népi építészetben a technológia, a gazdaságosság szempontjából, a házak alakjából adódóan a sávalapok a legelterjedtebbek. Sávalapnak azt nevezzük, amikor a szélességi és hosszúsági méretek aránya meghaladja az 1 : 3,5-öt. Az alapok követik a falak irányát, ám szélességük nagyobb azoknál. Az alapozás szélességének meghatározására egyszerűbb, bonyolultabb képleteket alkalmaznak. A számításnál figyelembe kell venni az alatta található talaj határfeszültségét (magyarul: mekkora terhet bír el négyzetcentiméterenként, négyzetméterenként). Alapesetben a sávalap keresztmetszete négyzet, téglalap alakú.
Ha a talaj határfeszültsége túl nagy szélességet eredményezne, akkor - anyagtakarékosság érdekében - az alap lefelé szélesedik - leginkább trapéz keresztmetszetű. Tégla- vagy kőalapoknál a lépcsős, betonalapoknál mind a lépcsős, mind a ferde síkkal történő szélesítés megoldás. Fontos az egymáshoz kapcsolódó alaptestet, alapsávok megfelelő csatlakozása. A megfelelő alak, méret meghatározása az ilyen alapoknál is a szabványok alapján történik meg. (Ezekről e fejezet végén olvashatsz) Fontos, hogy az alaptest megfelelő merevséggel rendelkezzen, és megfelelő legyen a kapcsolata a felmenő falszerkezetekkel. A merevséget (betonalap esetén) vasak beépítésével növelik. Az alapozási mód megválasztásakor mindenképpen szem előtt kell tartani a gazdaságossági szempontokat is. Hiszen egy gazdasági épülethez, vagy egy olyan épülethez, mely csak rövid (egy-két évtized) időtartamú, nem érdemes túlméretezett alapot készíteni. A kőházak igen gyakran hegyvidéken, domboldalakban, hegyoldalakban - azaz lejtős terepen - épülnek. Ezért nem árt szólni arról, hogy miként kell kialakítani az alapozást ilyen esetben. A lejtős területeken rendszerint a teherviselő altalaj síkja is lejt, ferdén húzódik. Ebben az esetben az alapozást úgynevezett lépcsőzéssel kell kialakítani. A lépcsőzésnek megvannak a maga szabályai. Azt érdemes megjegyezni, hogy a lépcsőzés 30 foknál meredekebb nem lehet, és az egyes alaptest szakaszok nyomási hatásvonala nem érhet az alattuk futó alapszakaszba. Kőalapok lépcsőzésénél igen fontos, hogy a lépcsőzések között szilárd kapcsolat, összeköttetés legyen. Azaz legyen átkötő kövek, mert ellenkező esetben az egyes szakaszok egymástól elmozdulnak, nem tartják meg az épületet.
A helyesen falazott lépcsőzött kőalap
Az alapozás anyagának kiválasztása is fontos: ha lehetséges helyi építőanyag beszerzése, érdemes azt felhasználni, mint a drágább, nehezebb beszerezhető anyagot. A kő felhasználása éppen e szempontból kapott jelentőséget: sokfelé az építkezések közelében lelhető fel, szerezhető be olyan kőanyag, mely alkalmas alapkészítésre. Ezt a lehetőséget mindenképpen ki kell használni - nem csak azért, mert erős, jó alapok készíthetők ebből az anyagból, de jelentős költségeket is megtakaríthatunk így. Az anyagválasztásnál figyelemmel kell lenni a korábban már említett fagyveszélyre és a felszín alatti vizek hatásaira. Az anyagkiválasztáshoz közvetlenül kapcsolódik az építési technológia. Noha a síkalapok építés nem bonyolult dolog, és ez szinte a leginkább házilagosan végezhető munka, nem szabad elfelejtkezni azokról az általános szabályoktól, melyek az általános építési munkákra is vonatkoznak (betonkeverés, betonozás, téglafalazás, stb.) A kőházak alapozásának készítése Az alapozásokról fent leírt dolgok olyan általános tudnivalók, melyek majd minden épületfajta tervezésekor, építésekor szem előtt tartandók. Az alapozások tervezése, kivitelezése, az alapozási hibák vizsgálata, a szigetelések elkészítése a mérnöki tudomány olyan területei, melyek egyrészt nagy szakmai tudást igényelnek, másrészt melyekről ezer-és ezerszám jelentek meg könyvek, szakdolgozatok, útmutatók. Hazánk is jeles mérnökökkel dicsekedhet e téren. dr. Széchy Károly, vagy Rétháti László neve nemzetközi hírű. De nem lehet nem megemlíteni dr. Gabos Györgyöt, aki az Ybl Miklós Építőipari Főiskolán igyekezett széleskörűen megismertetni a hallgatókat az alapozások, mélyépítési feladatok fontosságával, és építészeti összefüggéseivel. Ám nézzük, mit tettek eleink, amikor házat akartak építeni, hogyan oldották meg az alapozási problémákat? Először is tájékozódtak a környéken. Megismerték a szomszédos épületek építésénél alkalmazott alapozási módot, mélységet (egyszerű volt ez abban az esetben, ha éppen ők maguk is jelen voltak, amikor az épült). Ha a szomszédos épület állt, akkor nem nagyon tértek el az ott alkalmazott anyagoktól, technológiáktól. A ház helyének kijelölése után általában leszedték a felső földréteget (termőréteget). Ezt a ház teljes területén megtették, majd a már fekete (felszedett) területen pontosan kitűzték a falak vonalait. Ez általában vonatkozott a belső válaszfalakra is, hiszen ezek is a körítőfalakkal együtt készültek el. A kitűzést mindig a mester, a kőműves, vagy pallér végezte el. Ettől függött ugyanis az épület állékonysága, és megfelelő kinézete is. Általában a falaknak csak egyik oldalát jelölték ki, onnan 50 - 60 cm-re húzódott a fal másik széle. Míg a vályogházaknál nem volt ritka, hogy csak jól megdöngölték a fal alá kerülő földet (fadöngölőkkel), a kőházaknál minden esetben megkeresték a teherviselő talajt. Az alapok helyének kiásását általában a segédmunkások, vagy maguk a tulajdonosok, családtagjaik végezték. A kikerülő földet félrerakták, ugyanis ezt hazsnálták fel feltöltésnek - vagy a kövek közé kerülő sárhabarcs alapanyagául. Ha szabálytalan méretű kövek álltak rendelkezésre, akkor az építés úgy folyt, hogy először a nagyobb köveket helyezték el, majd a kisebb köveket közéjük szórták. Ezt rétegesen készítették, tehát amikor egy réteg nagyobb kő a helyére került, megtörtént a kitöltő kisebb darabok beszórása. A kövek közé - szintén rétegesen - híg sarat, erősebb alapnál meszet öntöttek. A kitöltő anyag a kövek között szilárdult meg. Ha mészpor, darabos mész került a kövek közé, azt vízzel locsolták, és megvárták, amíg megköt, szilárddá válik. Ezek a falak néha olyan kemények voltak, hogy még csákánnyal sem lehetett őket szétverni. (Ez a falazási mód évezredek óta ismert: várak, templomok, városfalak őrzik mai napig az öntött építési technológia emlékeit). A híg sár, mészhabarcs szerepe nem csak az volt, hogy kötőanyagként ("ragasztóként") működött, hanem azzal, hogy kitöltötte a réseket, sokkal állékonyabbá tette az alapot. A hazai gyakorlatban a kötöttebb talajoknál néha egészen egyszerű megoldást alkalmaztak: az alapárkot pontosan a végleges alap szélességének megfelelő szélességben szedték ki, beleszórták a követ, és úgy tartották, hogy az alapárok fala megtartja az alaptestet. De ennél megoldásnál is a falsarkok, falcsatlakozások alatti alapszakaszok falazva, vagy kötőanyaggal készültek. Abban az esetben ugyanis, ha az ilyen alap mellől elszedjük a földet (pl. egy vezetékárok miatt), az alaptest oldalsó megtámasztása megszűnik és az alap megrogy - magával rántva az épületet is. Szabályosan faragott, vágott kövekből a falazás szabályainak megfelelőn készült az alap. Az ilyen alapfalakat habarcsba rakták, és a téglakötések szabályait alkalmazták (függőleges fúgák nem eshettek egymás fölé, a sarkok, csatlakozások bekötése stb.). A régi földszintes épületeknél az alap szélessége a fal szélességénél 5-5 centivel volt nagyobb. Emeletes házaknál az alapot a földszinti falak szélességének kétszeresére vették. A tégla, kő alapok felső síkja rendszerint a környező terep fölé nyúlt. Igen gyakran került külső oldalára lábazat, ezt minden esetben keményebb kőből rakták. Ha valamilyen okból az alaptestnél szélesebb munkaárok készült, a kikerülő fold egy részét visszaszórták az alap mellé, jól ledöngölték. Az alap tetejét sík felületűre alakították ki. Amikortól szokásba jött a szigetelés készítése, az alap felső síkjának lezárása vízszintes habarcsréteg került az alaptestre, ügyelve arra, hogy kisebb-nagyobb kövek ne álljanak ki belőle - mert azok átszakították volna az szigetelőlemezt. Már a XX. század 30-as éveitől, de főképp a második felétől elterjedt volt a betonalapok készítése A betonalapokat általában a munkaárok fenekére (kis kiegyenlítő ágyazati kavicsrétegre) fektetik. Készülhet zsaluzat közé, de gyakran a magában megálló földfalak közé is. Anyagtakarékosabb formája az ún. úsztatott beton, melybe megfelelő szilárdságú köveket helyeznek. A kövek mérete meghatározott, és fontos szempont, hogy a kövek megfelelően beágyazva legyenek a betonba (ne érjenek egymáshoz), ezzel megelőzhető törésük. A régi szabályok szerint a kövek aránya maximum 35 % lehetett, és lehetőség volt görgeteg kövek felhasználására is. A téglalapokat az alapárok fenekére terített 5-6 cm vastag homokágyra, esetleg mészhabarcsrétegre terítik. Az alap vastagságát a tégla mérete adja ki, a szélesítést általában féltégla szélességben határozzák meg. A szélesítés lépcsőzési magassága legalább két tégla magasság. A falazást a felmenő téglafalakhoz hasonlóan kell végezni (állóhézagok nem kerülhetnek egymás fölé, a téglák habarcsba kerülnek stb.).
Pontalapok, lemezalapok, szalagalapok Ritkábban, de a népi építészetben is alkalmaztak pontszerű illetve lemezalapot. Pontlapokat a pillérek, oszlopok alá kellett elhelyezni. Ezek mélysége általában a sávalapénál nagyobb. A pontalapoknál fontos, hogy a rákerülő felmenő falazat, pillér csatlakozása az alappal megfelelő legyen. Faoszlopokat vázas épületeknél, vagy a hagyományos parasztházak tornácánál láthatunk. Ezeknél ügyeltek arra, hogy a faoszlop alja ne mehessen tönkre: lekezelték, és a közvetlenül a föld felszínén lévő részét körbevették valamilyen burkolattal (pl. élére állított téglával). Ennek az volt a célja, hogy az állatok ne kaparják ki az oszlopok körül a földet, tovább, hogy télen a hó ne áztassa a tartóoszlopokat lábát. Lemezalapokkal ritkán találkozunk a népi építészetben, noha voltaképpen a padlóbeton is egyfajta lemezalapnak tekinthető. A XX. században épült házak esetében (főleg a négyzetes alaprajzú épületeknél) előfordulhat, hogy a pince, vagy egy-egy helyiség alja betonlemez alapozást kap. Természetesen minden alapozási típusnál külön figyelmet kell fordítani az esetleges épületgépészeti átvezetésekre, faláttörésekre. Mivel ezek minden épületnél egyformán fontos szempontok, ezért erre külön most nem térek ki. A kőházak alapozásánál még az alábbi érdekességekre érdemes felhívni a figyelmet: * Gyakran előfordult, hogy a teherhordó talajban valamilyen ok miatt olyan beágyazódásra bukkantak az építők, ami miatt nem lehetett a sávalapot folyamatosan megépíteni. A kő használata segített ezt a problémát - szó szerint - áthidalni. Ebben az esetben a sávalapot megszakították, egy kicsit megerősítették (szélesítéssel, vagy mélyebb alapozási síkkal, és a rossz teherhordó képességű szakaszt boltövvel áthidalták. Ezt régi vakolatlan falazatoknál figyelhetjük meg. A teheráthárító boltívek gyakran téglából készülnek kőfalakban is.
Az ilyen szerkezetek építésének más oka is volt: a boltövek alatt nem kellett falazni, így sok anyagot meg lehetett takarítani. Ez a megoldás a XIX-XX: század fordulóján a nagy bérházak építésekor válik gyakorivá, majd bevezetik a téglából épült alapok készítésénél is. * Szintén régi szokás, hogy egykor volt épületek falazatait, alapjait használják fel az új építmény alapjának. Az okok könnyen magyarázhatók: nem csak rengeteg munkát és költséget lehet megtakarítani így, de ezek a régi falazatok, alapok általában már stabilak, "beálltak", biztos, hogy megtartják az épületet még sokáig. Persze azért nem árt az óvatosság, ebben az esetben részletes vizsgálatra van szükség. * Érdekes tény, hogy vannak olyan tájai az országnak, ahol bár nem gyakori a kőfalas építkezés, az alapozásra mégis ezt az anyagot használták. Ilyen például a Dél-Dunántúl, ahol az országos átlagnál sokkal gyakoribb a kőalap (országosan: 26 %, itt 38 %).
(Alapfokú ismeretek az alapokról bölcsészeknek, tornatanároknak és nőgyógyászoknak...) A XIX. század utolsó harmadától kezdve - elsősorban a városi építkezések sokasodásával és egy új, modern anyag, a beton használatának széleskörűvé válásával - az alapokat már nem találomra, sok évszázados gyakorlati tapasztalatok szerint építették, hanem igyekeztek számításokkal előkészíteni az építésüket. Az alábbiakban vázlatosan megismerhetjük az alapok tervezésének menetét - természetesen csak igen leegyszerűsített módon. Nem célom, hogy bárki ez alapján próbálja meg megtervezni háza alapján, de a módszer leírása hasznos lehet abban, hogy egy leendő ház igen fontos részéről képünk legyen - vagy hogy egy már meglévő ház alapszerkezetét jobban megismerhessük. Az alapok tervezése komoly tartószerkezeti feladat, azt csak képzett szakember végezheti. Az alapok (és általában minden más épületszerkezet) tervezése során a fő cél, hogy a létrehozandó szerkezet teljesítse a rá szabott követelményeket, és hogy emellett megvalósítható (értsd: kivitelezhető) legyen. Az alapok fő feladata, hogy elviseljék a felettük lévő épületrészek súlyát, és azt úgy továbbítsák a talaj felé, hogy se a talajban, se az épületben (és annak környezetében) kár ne keletkezzen. Ahhoz, hogy az alap e célnak megfeleljen és meg lehessen építeni, meg kell határozni méreteit, nagyságát. Ezek:
ahol: m = alaptest magassága f = a fal szélessége a = alaptest felső síkjának szélessége b = alaptest alsó síkjának szélessége s = az alaptest alsó síkjának mélysége a felszíntől Az épületszerkezetek tervezése két részből tevődik össze: a matematikai-statikai számításokból és a geometriai szerkesztésből. A számítások eredményeként létrejövő mutatóknak, adatoknak meg kell felelni bizonyos szerkesztési szabályoknak is - ez főképp az alapoknál és a felmenő falaknál lényeges elem. Az alapok tervezésénél az alaptest alsó síkjának mélysége (azaz az alapozási sík szintje) legtöbb esetben adott. Mégpedig ez a teherhordó talaj mélysége a felszín alatt. Ennek meghatározását a korábbiakban olvashattuk (természetesen nem szabad elfelejtkeznünk a fagyhatárról sem). Példánkban az egyszerűség kedvéért vegyük ezt 1,0 méternek. Ahogy korábban már szó volt róla, az alap feladata a terhek elosztása a talaj felé. Mit jelent ez? Minden talaj rendelkezik egy olyan teherbírással (a mérnöki nyelvben ezt szigma határértéknek nevezzük, melyet meghaladva a talaj roncsolódik, törik, azaz nem bírja tovább a terheket elviselni. A kavicsos, homokos talajnál tömör állapotban ez a határérték nagyjából 7,5-7,8 kg/cm, az agyagos talajnál 3,2-3,5 kg/cm2 (nedves állapotban mindkettő esetben a határérték kb. a felére csökken - ebből következik, hogy nem szabad olyan mélységig lemenni az alappal, ahol már nedves, vizes talaj található). Amennyiben az épületszerkezetről ennél kisebb terhelés jut a talaj egy négyzetcentiméterére - nincs különösebb gond, már csak a szerkesztési elvekre kell ügyelni (ezekről később). De nézzük csak, mekkora terhet jelent egy épületszerkezet (nevezetesen egy fal) a talajra. Az egyszerűség kedvéért most egy sávalapot méretezünk. Ilyenkor úgy a legkönnyebb a számítás, ha egy 1 méteres szakasszal számolunk. A fal
szélessége adott: Tehát a terhek. Az épületek súlyát két fő tényező adja: a szerkezetek önsúlya és a használati súly. Könnyű belátni, hogy egy kőfalú háznál a terhelésben szerepet játszó fő tényező maga a szerkezet önsúlya. A fal egy önsúlyát illetve az alap felé átadott súlyát, terhelését úgy számoljuk ki, hogy megszorozzuk a fal magasságát a térfogatsúlyával. Egy átlagos kőfal súlya valahol 1,9-2,5 tonna/m3 között van. Az egyszerűség
kedvéért számoljunk 2,0 tonna/m3-el. Azaz
egy négyzetméternyi felületre egy Ha a fal Ehhez még hozzájönnek a használati és egyéb terhek - melyek igen sok összetevőből állnak (használati teher, a födém, a tető terhe, hóteher, dinamikus terhek stb. stb. ... ennek részletezése sok-sok oldalt tenne ki). Ám azt is tudjuk, hogy a kőfalak önsúlyához képest ezek a terhek nem olyan jelentősek, de azért számoljunk nagyjából 0,5 tonnával négyzetméterenként. A talajra jutó teher így 6,5 tonna négyzetméterenként. Amihez hozzájön még az alap önsúlya... De hát ezt honnan lehet tudni? Bizony,
először egy vázlatot kell készíteni, ami nagyjából meghatározza az alap
méreteit. Ez kisebb házak egyszerű alapjainál 10 centiméteres pontosságot
jelent, lehet, nagyobb épületeknél elég, ha 0,5-1,0
méteres becslés (egy tízemeletes ház alapjánál Ha az alap Amikor eljutunk idáig, azaz megvan, hogy mennyi az összes teher, ezt még meg kell szoroznunk egy bizonyos biztonsági szorzóval... Ennek legyen az értéke most 1,5. (Zárójelben a tartószerkezeti számítások Jolly Jokeréről, a biztonsági szorzóról néhány szót: az
önsúlyterhek, a használati és egyéb terhek számításánál - és minden más
statikai számításnál - az előírások szerint mindenféle ("c", "k", "d", "n"
betűkkel jelzett) biztonsági szorzók használatát írják elő. Idős statikus tervező-szakértő kollégámmal
szoktunk jókat mosolyogni az ilyen számítások ellenőrzésénél: a statikus, a
tervező minden esetben hosszú-hosszú oldalakon át számolja
ki a tartószerkezetek mutatóit, végső számait ... majd minden számítás végén szerepel
egy 1-es, 2-es, 6-os, vagy 1,5-ös
biztonsági együttható, ami tulajdonképpen az összes előző számítást feleslegesé
teszi, felülírja... Ezeknek a biztonsági tényezőket más
statikusok (statikus generációk) hosszasan munkálták ki - de mire a felhasználásra
érettek lettek, csak egy szerű 1-es, 2-es, 6-os vagy éppen 0,5-ös
számmá fajultak. Lehetnének éppen 0,9, 2,2 vagy 6,5
is...)
Végül
eljutottunk oda, hogy megvan az a teher, ami a talajt nyomja: 8,5 tonna/m3 x 1,5 = azaz 12,75 tonna/m2.
Azaz 12750 kg/m3. Fél méter széles fal esetében egy 1,0 méteres falszakasz 6,375 tonna súlyt jelent. Azaz 6375
kg/5000 cm2 vagyis Ezt nevezzük terhelésnek, vagy régi jelöléssel s (szigma). Ez a szám még mindig változik egy kicsit - az alap elhelyezkedésének, alakjának, anyagának függvényében még újabb c1,c2,c3 biztonsági mutatókkal kell felszoroznunk a terhelést. A régi előírások szerint különféle mutatók összesen 3-as szorzót tehettek ki. Vegyük ezt a legszélső esetnek. 1,275 x 3= 3.825 kg/ cm2. Ez a szám a mértékadó terhelés, azaz sm. Az alábbi rajzon bejelöltem azt a felületet (F1), ahol megjelenik ez a terhelés (jelöljük P1-vel). A példánkban agyagos talajjal számolva a talaj teherbírása (sh) legyen 3,2 kg/ cm2. E két adat ismeretében már egyszerűen kiszámolhatjuk az alap szélességét: a talaj felé akkor jut elviselhető terhelés, ha az alap olyan széles, hogy a fenti teher alatt nem megy tönkre. Matematikailag: az alap akkor elég széles, ha a sm < . sh Hogy ez
megvalósuljon, vagy csökkentem a terhet, vagy meg kell növelni azt a felületet,
amelyen a teher átadódik a talaj felé. Ezt a terhelést a rajzon P2-vel
jelöltem, a felületet, ahol ez átadódik: F2-vel. Mivel a hossz adott ( Ha a
szélességet 50 centi helyett mondjuk 60 centivel
számítjuk, akkor az egy négyzetcentiméterre eső terhelés (falhossz 6375 kg/ 6000 cm2 = 1,0625 kg/ cm2 Biztonsági szorzóval: 1.0625 x 3 = 3.1825 kg/cm2, ami már kisebb, mint 3,2 kg/ cm2. Ugyanez a másik irányból számolva: ha nekem 3,2 kg/ cm2-nél kisebb mértékadó terhelést kell biztosítanom, akkor a legkisebb szélességnek egyenlő: azaz Ellenőrzés: (100 x Az alapunk tehát így néz ki:
Az alapok tervezésének második lépcsője, hogy a szerkesztési előírásokat is teljesítenünk kell. - az alapnak legalább 50 centi magasnak kell lennie - ez teljesül. - az alap felső szélének a legalább 5-5 centivel szélesebbnek kell lennie, mint a fal síkjának - ez is teljesül Azaz az alapunk megfelel az előírásoknak... Hogy a további előírásokat is megértsük, vegyük azt az esetet, amikor az épületünk nem egy szintes, hanem mondjuk kettő... Ebben az esetben a terhelés egy méter hosszú alap esetében már legalább kétszer akkora, hisz a fal kétszer olyan magas. Azaz a fal önsúlya 12 tonna. A hasznos és egyéb terhek is megnőnek valamennyit - hisz két szintet alakítunk ki. A növekedés legyen 1 tonna - ez így együtt 13 tonna. Az alap magassági mérete maradjon egy méter - ez újabb két tonnát jelent, azaz összesen 15 tonna a talajra adódó teher. A biztonsági szorzót vegyük ismét 1,5-szörösre. Így a mértékadó terhelésünk 22,5 tonna, egy folyóméter hosszú és fél méter széles fal esetében (22,5 x 0,5) = 11,25 tonna. 11250 kg/5000 cm-el: 2,25 kg/ cm2. 3-as biztonsági szorzóval a mértékadó terhelés: 6,75 kg/ cm2. A fenti számítások megismétlésével az alap szélessége: azaz Ellenőrzés: Ez az alap így nézne ki:
Igen ám, de az
ilyen alap egyrészt igen sok anyagot igényel (melyek egy része feleslegesen
kerülne beépítésre, mert nem hord terhet), és más problémák is fellépnek
(nyírási erő a jelölt helyen). Fent tehát elég, ha 5 centivel szélesebb az alap, mint a fal. Lent 110 centi széles lesz. Így fog kinézni:
Betonalapoknál ez a forma megalkotható. Kő és téglalapoknál ezzel szemben megengedett a lépcsőzés kialakítása, mégpedig ilyen formában: A lépcsőzést úgy kell kialakítani, hogy ne nyúljon bele abba a ferde vonalba, mely tulajdonképpen a teherátadás szélső határát adja ki. Az rajzon ezt piros vonallal jelöltem. Mit jelent ez tégla és kőfalaknál? Azt, hogy a téglák, kövek kijjebb kell, hogy ugorjanak, mint ezt a teherátadási vonal. Azaz így nézhet ki a kőalap:
A téglaalapoknál a lépcsőzés legalább fél tégla vastagágú kell, hogy legyen. Kőalapoknál viszont az a fontos, hogy a szélső kövek mindenhol úgy kössenek be az alaptömbbe, hogy keresztezzék, azaz metsszék ezt a terhelési vonalat - hézag nem eshet a terhelési hatásvonalba. És természetesen felesleges e vonalon kívül kövek beépítése - mert ezek már nem játszanak szerepet a teherviselésben. A fentiek alapján - ha megtervezni nem is tudjuk - de legalább nagyjából lesz fogalmunk a kőalapok méretezéséről...
|
Ha valami érdekel, esetleg segítségre van szükséged:
