Vundament

Vundament on ehitise maa-alune kandekonstruktsioon, mille ülesandeks on ehitise omakaalust ning ehitisele mõjuvatest jõududest (kasuskoormus, tuulekoormus, lumekoormus jne) põhjustatud koormuse ülekandmine pinnasele. Vundament ning selle alus peavad tagama ehitise püsivuse ehituspaiga geoloogilistes, hüdrogeoloogilistes ning klimaatilistes tingimustes. Kuigi vundamenti pole maa pealt näha, on tegemist ehitise ühe olulisema osaga, mille kvaliteedist sõltub ülejäänud konstruktsioonide eluiga ja deformatsioonidele vastupidavus. Lähtuvalt pinnaseomadustest ja ehitise konstruktsioonist valitakse vundamendi tüüp. Esimese asjana valitakse vundamendi projekteerimisel vundamendi süvis. Süvise valikul arvestatakse pinnase geoloogiliste tingimuste ja omadustega, pinnasevee olemasolu ja kõikumist, survelise pinnasevee olemasolu ning pinnase külmakerkeohtlikkust. Pinnaseomadused tehakse kindlaks geotehniliste uuringute käigus. Samuti vaadeldakse ehitatava hoone ja olemasolevate ning tulevaste naaberhoonete keldrite ja süvendite olemasolu, konstruktsiooni ning kommunikatsioonide paiknemist. Seejärel arvutatakse vundamendi kandevõime ja mõõtmed, vajumid, vajumite erimid ning leitakse sobivaim vundament. Olenevalt projekteeritud vundamendi tüübist ja pinnaseomadustest vastavalt vajadusele ehitusalust pinnast tihendatakse, tugevdatakse, tsemenditakse või rajatakse aluspadi, et tagada vundamendi taldmiku ja aluspinna vaheline kontakt taldmiku pinna koguulatuses. Vundamendi toetuspinda nimetatakse tallaks, selle konstruktsiooni taldmikuks ja maapealset osa sokliks. Vundamendid valmistatakse maakivist, paekivist, betoonist (kivikbetoonist, silikaatbetoonist, pinnasebetoonist, raudbetoonist), betoonkividest või keramsiitbetoonplokkidest. Hoone maa-alused osad tuleb ehitada mittepõlevast materjalist. Vundamentide ehitamisel tuleb kasutada hüdroisolatsiooni, et niiskus ja vesi ei pääseks piirdetarinditesse. Soklis ning allpool maapinda asuvates tarindites tuleb kasutada mittehügroskoopseid soojustusmaterjale. Vundamendi ehitamisel tuleb kindlasti järgida ehitusnõudeid. Teatakse ka kui taldmikvundamenti või postvundamenti. Üksikvundamendi puhul rajatakse taldmik üksikposti alla. Üksikvundamenti kasutatakse postide suure sammu ja väikeste koormuste puhul. Lintvundamendi puhul valatakse betoon või laotakse valmis plokid seinte ja kandvate konstruktsioonide, näiteks postide alla. Lintvundamenti kasutatakse postiridade all väikese postide sammu või raskelt koormatud postide puhul. Enamasti on lintvundamendid ristkülikukujulise läbilõikega, kuid suuremate koormuste korral kasutatakse ka ümberpööratud T-kujulise läbilõikega vundamente. Plaatvundamendi puhul valatakse koos vundamendi kandvate osadega ka terve põrandaplaat. Plaatvundamenti kasutatakse nõrgemate pinnaste ning suurte ja ebaühtlaselt jaotuvate koormuste puhul. Plaatvundamendi abil kantakse ehitise koormus üle suurele pinnale ning see vähendab ehitise deformatsioone. Vaivundamente kasutatakse ehitiste rajamisel nõrkadele paksudele aluskihtidele, mille tugevdamine pole otstarbekas. Vaivundament koosneb vaiadest, mis ehitise koormuse läbi nõrkade pinnasekihtide sügavamal asuvatele tugevatele kihtidele kannavad, ja rostvärgist, mis ehitise koormuse vaiadele jaotab. Rostvärgid jagunevad madal- ja kõrgrostvärkideks vastavalt sellele, kas see asub maapinnast sügavamal või kõrgemal. Kõrgrostvärke kasutatakse näiteks sildade ehitusel. Vaiade vundamendis paiknemine oleneb ehitise tugikonstruktsioonide iseloomust. Lintvundamentide alla asetatakse vaiad ühte või mitmesse paralleelritta; postide, sammaste ja muude koondkoormuste alla moodustatakse vaiagrupid. Plaatvundamendi alla rajatakse paljudest vaiadest koosnev vaiaväli. Vaiu valmistatakse puidust, terasest, betoonist (raudbetoon, pingbetoon vms). Vaiad võivad olla seest täis või õõnsad ning mitmesuguse ristlõikega. On nii eelvalmistatud vaiu, mis toimetatakse ehitusplatsile, kui ka kohapeal valmistatavaid kohtvaiu. Eelvalmistatud vaiade süvistamiseks kasutatakse eri meetodeid: rammimine, vibrosüvistamine, uhtmine, surumine, puurimine ning kruvivaiade puhul pinnasesse kruvimine. Kohtvaiad valmistatakse ehituskohal. Eri viisidel tehtud pinnasesüvend täidetakse sarruse ja betooniga. Kohtvaiad jagunevad pinnast asendavateks ja pinnast väljatõrjuvateks kohtvaiadeks. Kohtvaiu on otstarbekas kasutada teiste ehitiste lähedaste vaivundamentide või paksu nõrga pinnase peale rajatavate suure koormusega ehitiste puhul. Sobib ka olemasolevate vundamentide ja nõlvade tugevdamiseks. Kohtvaiade eelis valmisvaiade ees on väiksem sarruse vajadus, mida on enamasti vaja vaid vaia ülemise kolmandiku ulatuses. Samuti saab kohtvaiu valmistada tunduvalt suurema läbimõõdu ja pikkusega. Kohtvaiade ehitamise kohta peetakse päevikut, kuhu kantakse kõik puurimise ja betoonimise andmed. Lisaks eelmainitud vaiadele kasutatakse veel mikrovaiu, mis leiavad rakendust olemasolevate vundamentide tugevdamisel ning vaivundamentide rajamisel väga kitsastes ja raskesti ligipääsetavates kohtades. Mikrovaiad on enamasti terasest ning täidetakse või ümbritsetakse tsemendilahusega, mis kaitseb vardaid korrosiooni eest ning suurendab vaia pindala. Jaotusvundament jaotab koormuse pinnasele. (nt Madalvundamendid) Kandevundament kannab ehitise koormuse sügavamale kihtidesse. (nt sügavvundament, vaivundament) Madalvundamendid, ühed enim rakendust leidvad vundamendid, on tuntud ka kui taldmikud. Kasutatakse, kui piisava kandevõimega pinnas asub otse ehitise all. Madalvundamente kasutatakse enamasti elumajade ja väiksemate hoonete puhul. Madalvundamendid valatakse umbes meetri sügavusele pinnasesse. Madalvundamentide hulka kuuluvad üksikvundamendid, lintvundamendid, ristlintvundamendid ja plaatvundamendid. On ehitisi ja hooneid, mis vajavad kindlat alust – kaljupinnast või vähedeformeeruvat pinnast. Taolised pinnased võivad paikneda kuni mitmekümne meetri sügavusel ning on sageli kaetud vettkandvate kihtidega. Sellistes tingimustes on sügavvundamendi lahtine rajamine kallis ja tehniliselt keerukas ning kasutusele võetakse erimeetodid. Sügavad puurtoed on puurvaiade erikuju. Puurtoed erinevad puurvaiadest mõõtmete poolest. Puurtugede läbimõõt on mitu meetrit ja sügavus üle 50 meetri. Vajukaevu puhul ehitatakse esimene osa maapinnal, seejärel eemaldatakse selle alt pinnas ning omakaalu mõjul vajukaev süvistub. Peale seina lisades ja alt pinnast eemaldades jõutakse lõpuks soovitud sügavusele. Vastavalt vajadusele kasutatakse kaevu sisemust allmaaehitisena või täidetakse betooniga. Kaevud võivad olla nii rõngakujulised kui ka ristkülikulise raamiga. Kessoone kasutatakse sügavvundamentide rajamisel, kui tavalise vajukaevu ehitamine on pinnase tugeva vedeldumise ja voolavuse tõttu võimatu või kui pinnas sisaldab suuri kivirahne. Vee tungimist kessoonikambrisse takistatakse suruõhuga. Raskete ning tervist kahjustavate töötingimuste tõttu kasutatakse tänapäeval kessoone vähe. Süvasein, mida tuntakse ka kui "monteeritav sein pinnases" meetodit, leiab rakendust süvaehitiste vundamendi ja seinte rajamisel. Süvaseina rajamisel kaevatakse kitsas kraav korraga kogusügavuses. Kaevamine toimub savilahuse all, mille hüdrostaatiline rõhk takistab pinnasevee sissetungi ja kraavi seinte sissevajumist. Kui soovitud sügavus on saavutatud, siis paigaldatakse armatuurkarkass ning süvend täidetakse betooniga. Süvaseinu kasutatakse ka tugiseinte, maa-aluste tunnelite, garaažide, mahutite ehitamisel ning veetõkete rajamisel. Selle meetodi eelis on väiksem mullatööde ja vee-eemaldamise maht. Kuna pinnasevett pole vaja alandada ning pinnasevete vool on takistatud, tagab see ka naaberehitiste püsivuse. Kui koormused ei põhjusta konstruktsioonis arvestatavaid kiirendusi. Kasutatakse tsiviilehitiste puhul. Masinavundamentide puhul, kui masinaosade liikumisel tekivad ajaliselt muutuvad, pulseerivad või löökkoormused. Donald P. Coduto (1999). Geotechnical engeneering Principles and practices. Prentice-Hall Jaan Rohusaar, Rein Mägi, Tiit Masso, Ivar Talvik, Valdo Jaaniso, Vello Otsmaa, Väino Voltri, Kalju Loorits, Tõnu Peipman, Otto Pukk, Vassil Hartšuk (2010). Ehitusinstruktori käsiraamat. Ehitame "Valdo Jaaniso õppematerjal "Jaotusvundamendid"" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 19. november 2015. Vaadatud 18. novembril 2015. O. Litvinov, S. Alperovitš, G. Batura, G. Gurkovski, A. Klinduhh, G. Makartšuk, A. Oboznõi, J. Pištšalenko, L. Severinovski, N. Skripnik, G. Taukatš, V. Tšernenko, V. Šitško (1984). Ehitustehnoloogia. Valgus "Valdo Jaaniso õppematerjal "Masinavundamendid"" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 19. november 2015. Vaadatud 18. novembril 2015. Deep Foundations Institute International Construction Equipment Procedure of shallow foundation construction Raft or Mat Foundations