Jaotusvundamendid ja liigid (0)

 
1
4  JAOTUSVUNDAMENDID 
4.1 . Jaotusvundamendi kasutusala ja tüübid 
Pinnase tugevus on valdavalt väiksem  pinnasele   toetuva  konstruktsioonimaterjali 
tugevusest. Postidelt ja  seintelt  tuleva koormuse peab jaotama pinnasele suurema pinna 
kaudu. Sellest ongi tingitud nimetus jaotusvundament ( spread  foundation). Paralleelselt on 
 
b) 
a) 
c) 
d) 
e) 
Joonis 4.1 Madalvundamentide liigid. a)  lintvundament  seina all; b) 
lintvundament postide all; c) üksikvundament; d) ristlintidest  vundament ; 
e)  plaatvundament . 
kasutusel mõiste  madalvundament  (shallow foundation).    
Madalvundament  on  enimkasutatud  vundamenditüüp.  Kuju  ja  projekteerimise  iseärasuste 
järgi võib liigitada madalvundamente järgmiselt: 
1.  Üksikvundament. Üksikut ehitise osa  toetav  enamasti ristkülikulise tallaga vundament, 
mille pikkuse ja  laiuse  suhe on alla viie (joonis 4.1 c). Mõnikord kasutatakse ka seinte 
toetamiseks kombineeritult vundamenditalaga.  
2.  Lintvundament. Enamasti ehitise seinu toetav vundament, mille pikkus on üle viie korra 
suurem laiusest (joonis 4.1 a). Mõnikord kasutatakse vajumite ühtlustamiseks ka postide 
rea all (joonis 4.1 b) 
3.  Ristlintidest  vundament.  Kasutatakse  karkassehitiste  puhul,  vahetult   talla   alla  jääv 
pinnasekiht  on  piisavalt  tugev  ja  sügavamal  on  palju  kokkusurutavad  ja  erineva 
paksusega  pinnasekihid . Monoliitsest raudbetoonist lindid aitavad ühtlustada vajumeid 
(joonis 4.1 d). 
4.  Plaatvundament.  Lausvundament  kogu  hoone  (mõnikord  ka  selle  üksikosade)  all. 
Kasutatakse  suure  koormusega  ja  suhteliselt  nõrgale  pinnasele  rajatud  ehitiste  korral 
 
eesmärgiga 
vähendada 
survet  
pinnasele  ja  vajumite  erimeid 
(joonis 4.1 e).    
3 
Tänapäeval madalvundamendid tehakse 
enamasti raudbetoonist või ka betoonist. 
4 
1 
Varem  kasutati  laialdaselt  looduskivist 
1 
müüritist.  Looduskivist  vundamendi 
2 
2 
puudusteks  on  suur  käsitöö  mahukus 
ehituskohal  ja  materjali  väike  tõmbe- 
3 
ning  lõiketugevus.  Tagamaks  jõu 
ülekandmine  ehitise  postilt  või  seinalt 
Joonis 4.2  Erinevast  materjalist  vundamentide  
pinnasele 
ainult 
surve 
kaudu 
võrdlus. 1 –  raudbetoon , 2 –  betoon , 3 – kivi-
müüritis  
vundamendis, 
peab 
vundamendi 
väljaulatuse  ja  kõrguse  suhe  olema 
 
2
segamördil müürituse korral alla 0,5, tsementmördil müürituse korral alla 0,67 ja betoonist 
vundamendil  alla  0,75.  Seetõttu  võib  vajaliku  laiusega  vundamendi  talla  saavutamiseks 
selle  süvis  kujuneda  asjatult  suureks (joonis 4.2). Raudbetooni korral selliseid piiranguid ei 
ole – väljaulatuse ja kõrguse suhte määrab arvutus läbisurumisele, paindele ning põikjõule.  
 
4.2 . Projekteerimise põhimõte ja  järjekord  
Olenevalt ehitise konstruktsioonist ja pinnaste omadusest tuleb valida võimalik vundamendi 
tüüp. Sõltuvalt geoloogilistest ja hüdrogeoloogilistest tingimustest, ehitise iseloomust, 
naaberehitiste olemasolust ja kliimatingimustest tuleb valida vundamendi süvis. Talla 
esialgsed mõõtmed leitakse  kandevõime  tingimusest lähtudes. Madalvundamendi 
kasutamisvõimaluse selgitamiseks määratakse talla vajalikud mõõtmed algul 
enimkoormatud vundamendi jaoks ja arvutatakse selle vundamendi  vajum . Kui mõõtmed ja 
vajumi suurus on vastuvõetavad, leitakse vajalikud mõõtmed kõigil ülejäänud 
vundamentidel. Seejärel arvutatakse vundamentide vajumid ja vajumite erimid soovitavalt 
arvestades pinnase ja ehitise koostööd. Juhul kui vajumite erimid on liialt suured 
korrigeeritakse vundamendi mõõtmeid. Lõpuks konstrueeritakse  vundamendid  lähtudes 
raudbetoonelementide arvutusest.  
4.3  Vundamendi süvise valik 
Vundamendi süvise valik on esimene samm jaotusvundamendi projekteerimisel. Süvisest 
sõltub vundamendi kandevõime ja vajum. 
Vundamendi süvise  valikul  tuleb arvestada järgmisi tegureid: 
•  Ehituskoha geoloogilisi tingimusi (pinnaste omadused, kihtide asend ja paksus). 
•  Koormuste suurust ja asetust. 
•  Hüdrogeoloogilisi tingimusi (pinnasevee tase ja selle võimalikud kõikumised survelise 
pinnasevee olemasolu ja  veesurve  taset). 
•   Olemasolevat  ja planeeritavat maastiku reljeefi. 
•  Pinnase külmakerkeohtlikkusest. 
•  Ehitise arhitektuurset ja tehnoloogilist  lahendust  (keldrite ja süvendite olemasolu). 
•  Olemasolevate naaberhoonete vundamentide sügavust ja plaanilist paigutust. 
•  Perspektiivsete uute ehitiste ja rajatiste asendit ja iseloomu. 
•  Kommunikatsioonide ( esmajoones  kanalisatsiooni) asetust.   
Kõiki ülaltoodud tegureid tuleb arvestada üheaegselt. 
 
4.3.1  Ehituskoha geoloogiliste 
tingimuste  arvestamine   
Ühtlase pinnase korral tuleks süvis valida 
Nõrk pinnas 
minimaalne arvestades teisti eeltoodud 
tegureid. Minimaalseks süviseks loetakse 
tavaliselt 0.5 m. Kalju puhul võib süvis olla ka 
Tugev pinnas 
väiksem. Kihiliste pinnaste korral tuleks vältida 
Joonis 4.3 Võimalikud vundamendi 
õhukeste nõrgamate pinnasekihtide jäämist 
süvise variandid kihilise pinnase korral 
talla alla. Mõnikord on vajalik otsustada süvise 
üle  variantide  võrdluse abil. Näiteks joonisel 
4.3 toodud juhul, kus on tehniliselt võimalik 
 
3
rajada laiema tallaga vundament ülemisele nõrgemale  kihile  või kitsama tallaga vundament 
sügavamale tugevamale pinnasekihile. Sügavamal asuva nõrgema ja väiksema jäikusega 
kihi korral tuleb selle kihi ja talla  vahele jätta võimalikult  paksem  kiht, et kasutada 
tugevama kihi võimet jaotada pinget ja sellega vähendada nõrgast  kihist  põhjustatud 
vajumist ning tagada selle kandevõimet.   
4.3.2  Koormuse mõju arvestamine 
Reeglina on suurema süvisega vundamendi kandevõime suurem. Mõnikord võib osutuda 
otstarbekaks mõningane süvise  suurendamine  kandevõime tagamiseks. Suurem süvis võib 
osutuda vajalikuks suhteliselt suure horisontaalkoormusega vundamendi püsivuse 
tagamiseks. 
4.3.3  Hüdrogeoloogiliste tingimuste arvestamine 
Kui võimalik tuleks vundament rajada pinnasevee tasemest kõrgemale. Pinnasevee tasemest 
sügavamale rajamine komplitseerib ehitamist. Ehituse ajaks peab veetaseme alandama. 
Sellega võib kaasneda pinnase struktuuri rikkumine ja naaberhoonete täiendav  vajumine . 
Enamasti on vajalik sulundseinte rajamine. Agressiivse pinnasevee korral on vajalik 
konstruktsioonide kaitsmine. Allapoole pinnasevee taset ulatuva keldri puhul on vajalik 
hüdroisolatsioon  või veetaseme püsiv  alandamine . Kõik see suurendab ehitise maksumust ja 
pikendab ehitamise aega.  
4.3.4  Pinnase külmumise arvestamine 
Pinnase külmakerkeoht sõltub väga paljudest teguritest: 
-  pinnase terastikulisest koostisest, 
-  veesisaldusest, 
-  kapillaartõusu kõrgusest,  
-  pinnasevee tasemest, 
- 
külmumissügavusest, 
Külmakerke suurust mõjutab suhteliselt vähe vee jäätumisel tekkiv mahu 9 protsendine 
suurenemine. Näiteks 
100
0,5 m paksuse veega 
küllastunud kesktiheda 
80
( poorsus  0,4) liivakihi 
Külmatundlik
 %
e
  külmumine  põhjustab 
d
60
ra
Väga külmatundlik
tõusu ainult 
 te
te
0,5
Külmatundlik
⋅0,4⋅0,09 = 0,018 
a
40
m
m. Suurte 
e
n
e
külmakergete 
e
20
P
põhjuseks on vee 
Külmakindel
10 %
migratsioon  
3 %
0
külmumistsooni ja 
1
0,1
0,02  0,01
0,001
seega pinnase 
Tera  läbimõõt mm
veesisalduse  
Joonis 4.4. Casagrande külmakindluse  kriteerium   
suurenemine. Vee 
migratsioon on 
 
võimalik ainult juhul 
 
4
kui pinnaseveetase on külmumissügavusele kapillaartõusu kõrgusest lähemal.   
Migreeruva vee hulk sõltub pinnase veejuhtivusest. Seepärast on kõige 
külmatundlikumad keskmise terasuurusega  pinnased , milles kapillaartõusu kõrgus ja 
veejuhtivus on suhteliselt suured. Paljudest külmatundlikkuse hindamise kriteeriumitest 
on joonisel 4.4 esitatud Casagrande  graafik  ja Soome uurimustel (Friberg, Slunga 1989) 
põhinev lühendatud tabel 4.1.  Pinnased, mis ei jää tabeli 4.1  piiridesse , vajavad 
eriuuringuid. 
Külmakindlas pinnases ei sõltu vundamendi süvis  
Tabel 4.1 Pinnase külmatundlikus 
Plastsusarv 
Voolavuspiir  
Voolavusarv 
Kapillaartõusu 
Külmatundlikkus 
Pinnaseliik 
Ip % 
wL % 
IL 
kõrgus m 
Kruus, liiv 
50 
2 
savipinnas  
Savipinnas 
>7 
>50 
>0,25 
>1,5 
Möllpinnas 
Mölline ja savine 
>1 
0,25 
>1,5 
Keskmiselt ja 
kruus ja liiv 
tugevalt külmatundlik 
Ühtlane peenliiv, 
terasid alla 0,1 mm 
Vd 
Valemiga 1.4 arvutatud talla laius  rahuldab  kandepiirseisundi tingimust. 
 
4.4.2  Üksikvundamendi  mõõtmete  määramine 
Tsentriliselt   koormatud  üksikvundament on otstarbekas teha  ruudukujuline . 
Dreenimata tingimuste puhul 
V1 + B2dkγk = B2 [(π + 2)cu⋅sc + q′]/γR 
millest 
V
B =
1
([π
 
                                     ( 4.5)          
+ 2)c s + q′ /γ − d γ
u c
] R k k
Dreenitud tingimuste puhul 
V1 + B2dkγk = B2(0,5Bγ′sγNγ + q′sqNq + c′scNc)/γR 
ehk 
 0,5γ′sγNγ/γR B3 + [(q′sqNq + c′scNc)/ γR – dkγk]B2 – V1 = 0 
Kuupvõrrandist võib B leida järk-järgulise lähenemise teel leida seosega 
V1
B
i 1
                                                  ( 4.6) 
a B + a
3
i
4
kus Bi on alglahend ja Bi+1 täpsustatud  lahend . Järgmisel iteratsioonisammul võetakse 
täpsustatud lahend alglahendiks. Iteratsiooni korratakse kuni Bi+1 ja Bi erinevus on 
küllalt väike. Esimesel  sammul  võib alglähendiks võtta  B = V a
i
1
4 . 
a3 = 0,5γ′sγNγ/γR 
a4 = [(q′sqNq + c′scNc)/ γR – dkγk] 
 
 
 
15
 
Juhul kui vundamendile mõjub vertikaalkoormuse V kõrval ka moment M ja 
horisontaaljõud H, tuleb üldjuhul leida vundamendi mõõtmed järk-järgulise lähenemise 
teel kuni on täidetud põhitingimus Vd ≈ Rd. Otstarbekas on leida esialgu vundamendi 
laius (väiksem mõõt) ilma momendi mõjuta seose 1.6 abil. Vundamendi pikkuse 
momendi  mõjumise  suunas võib võtta seejärel L = B + 2e, kus e = M/V. Kui V sisaldab 
ka vundamendi ja sellele toetuva pinnase kaalu, annab selline arvutus antud tingimustele 
vastava minimaalse talla pinnaga vundamendi. See ei tarvitse olla väikseima 
maksumusega vundament, kuna liigne pikkus suurendab paindemomente ja sellega 
esmajoones  armatuuri  hulka. Optimaalsed mõõtmed saab leida variantide võrdluse teel. 
Enamasti üksikvundamendile mõjuvad  momendid  on põhjustatud ajutistest koormustest 
– tuul, kraanakoormused jne. Sellisel juhul tuleb tagada vundamendi kandevõime kõigi 
võimalike koormuskombinatsioonide korral. Põhiliselt tuleb kontrollida  olukordi , mis 
annavad suurima vertikaaljõu ja mis annavad suurima ekstsentrilisuse.     
 
 
 
 
Arvutusnäide 4.3  
Määrata tsentriliselt koormatud üksikvundamendi mõõtmed järgmistel tingimustel: 
Alaline  normkoormus 1200 kN, ajutine normkoormus 1900 kN,  
pinnas on kesktihe peenliiv, mille ϕ′k = 33°, c′k = 2 kPa, pinnase  mahukaal  allpool talda 
on γ =19,8 kN/m3 ja kõrgemal 18 kN/m3 Vundamendi süvis on 1,2 m ja veetase võib 
tõusta  samale kõrgusele so 1,2 m  maapinnast . 
Arvutuskoormus Vd = 1200⋅1,2 + 1900⋅1,5 =  4290  kN 
Sisehõõrdenurgale 33° vastavad kandevõimetegurid 
Nγ = 32,59 
Nq = 26,09 
Nc = 38,64 
Ruudukujulise  vundamendi kujutegurid 
sγ = 1 – 0,3 = 0,7 
sq = 1 + sin33° = 1,545 
5
1 45 ⋅ 2 ,
6 09 −1
s =
= 5
1 66
c
 
2 ,
6 09 −1
a3 = 0,5⋅(19,8 – 10)0,7⋅32,59/1,5 = 74,52 
a4 = (1,2⋅18⋅1,545⋅26,09 + 2⋅1,566⋅38,64)/1,5 – 1,2⋅22⋅1,2 = 629,5 
4290
Alglähend  B =
= ,
2 61 m
 
1
 
629 5
4290
B =
= ,
2 29 m
 
2
 
74 5
, 2 ⋅ ,
2 61+ 629 5
4290
B =
= 3
2 2 m
 
3
 
74 5
, 2 ⋅ ,
2 29 + 629 5
4290
B =
= 3
2 1 m
 
4
 
74 5
, 2 ⋅ 3
2 2 + 629 5
 
 
 
16
 
Ümmardades kujuneb vajalikuks vundamendi  mõõduks  2,35x2,35 m 
Kandevõime kontroll 
R = 2,352(0,5⋅2,35⋅9,8⋅32,59⋅0,7 + 1,2⋅18⋅26,09⋅1,545 + 2⋅38,64⋅1,566)/1,5 = 4620  kN 
Vundamendi  omakaal  
∆V =2,352⋅1,2⋅22⋅1,2 = 145 kN 
V = 4290 + 146 = 4436kN