Useimmat rakennukset tarvitsevat perustuksia siirtääkseen rakenteen painon sekä katto- ja lattiakuormat maahan. Pienet vajat ja takapihan rakenteet, kuten huvimajat ja pergolat, eivät välttämättä tarvitse monimutkaisia perustuksia, koska ne ovat niin kevyitä. Mutta kaikissa yli 150 neliöjalkaa suurissa rakennuksissa vahva perustus on välttämätön.

Betoniperustukset koostuvat perinteisesti kolmesta osasta. Jalustat ovat laajoja betonialueita perusmuurien juurella. Ne levittävät rakennuksen painon tasaisesti maaperään estääkseen yläpuolella olevan rakenteen halkeamat ja heilahdukset. Perusmuurit ovat yleensä 8 tuumaa tai paksumpia ja ulottuvat perustusten yläreunasta rakennuksen pohjaan. Perusmuurien sisäpuolelle valettu laatta muodostaa rakennuksen lattian tai aluslattian, ja se voi tukea sisätilojen väliseiniä.

Kolme betonielementtiä: perustukset, perusmuurit ja laatta, rakennetaan yleensä kolmeen eri kertaan. Perinteisen betoniperustuksen jokainen osa on muotoiltava, valettava ja viimeisteltävä, ja sen jälkeen sen on kuivuttava ja kovetuttava noin viikon ajan, ennen kuin seuraava osa voidaan aloittaa. Prosessi lisää rakennushankkeen kustannuksia ja on suuri osa siihen kuluvasta ajasta.

Vesi, joka jäätyy perinteisen betoniperustuksen alle, aiheuttaa vahinkoa. Kun vesi jäätyy, se laajenee riittävän voimakkaasti nostamaan koko rakennuksen. Kun tuo jää sulaa, se jättää perustuksen alle avoimen tilataskun. Jokaisen peräkkäisen jäätymis- ja sulamisjakson aikana tämä tasku laajenee. Tuloksena on räikkä- tai tunkkaustoiminta, joka nostaa ja nostaa rakennusta, mikä johtaa lopulta seinien ja ikkunoiden halkeiluun ja saumojen avautumiseen, jolloin vesivahingot lisääntyvät entisestään.

Ratkaisu on varmistaa, että perustusten alapuoli on riittävän syvällä maassa, jotta ne ovat pakkasen ulottumattomissa. Siksi betoniperustuksia kutsutaan usein ”pakkasseiniksi”. ”Pakkasraja” eli pakkasen suurin tunkeutumissyvyys on tietenkin erilainen kullakin alueella. Etelä-Floridassa ja Kalifornian ja Arizonan eteläosissa pakkasrajan katsotaan olevan maanpinnan tasolla. Toisin sanoen jäätymistä ei ole odotettavissa. Pohjois-Mainessa ja Minnesotassa suurin pakkasraja voi olla yli kahdeksan jalan syvyydessä maahan. Tällaisilla alueilla on odotettavissa paljon kaivamista, paljon betonia perusmuurien perustamiseen ja erittäin kallis rakennusprojekti.

Alaskassa ja muissa paikoissa, joissa perinteiset pakkasmuuriperustukset ovat liian syviä ja kohtuuttoman kalliita, ihmiset ovat kokeilleet erilaisia ratkaisuja vaihtelevin tuloksin. Auttaakseen rakentajia näillä alueilla Yhdysvaltain asunto- ja kaupunkikehitysministeriö sponsoroi tutkimuksia perustuksista, joita kutsutaan nimellä Frost-Protected Shallow Foundations eli FPSF-perustukset. FPSF-malleissa käytetään eristystä matalien perustusten ulkopuolella niiden suojaamiseksi pakkasrapautumiselta. Teorian mukaan lämmitetty rakennus siirtää tarpeeksi lämpöään matalan perustuksen läpi pitääkseen sen alla olevan veden jäätymästä.

Yksi yksinkertaisimmista ja tehokkaimmista malleista on melko tavanomainen betonilaatta, joka on paksuuntunut 18 tai 20 tuuman paksuudeksi ulkoreunoilta ja eristetty ulkopuolelta. Vaikka tämä perustuu Skandinaviassa vuosikymmeniä käytössä olleisiin malleihin, se tuli tunnetuksi nimellä ”Alaskan laattaperustus”.

Alaskan laattaperustus ja muut FPSF-mallit ovat osoittautuneet tehokkaiksi lämmitetyissä rakennuksissa, mutta entä lämmittämättömät varastorakennukset, kuten autotallit ja ladot? No, Alaskan laattaperustus innoitti hyvään ratkaisuun myös pienille varastorakennuksille. Käyttämällä samanlaista paksuuntunutta laattaa, joka joko kelluu maan päällä tai on hieman korkeammalla kuin ympäröivä maa, pystytään hyvin pitämään vesi loitolla ja estämään pakkasrapautuminen.

Sen lisäksi, että kelluva laattaperustus vähentää kaivantojen syvyyttä ja tarvittavan betonin määrää, se voidaan valaa kerralla tai monoliittisesti. Tämä tarkoittaa vain yhtä betonitoimitusta ja yhtä kuivumisjaksoa, mikä säästää sekä aikaa että kustannuksia.

Pätevästi suunnitellut monoliittiset kelluvat laattaperustukset ovat hyväksyttyjä autotallien ja lisärakennusten perustuksiin monissa kunnissa pohjoisessa ja etelässä eri puolilla Yhdysvaltoja. Ne on raudoitettava terästangoilla ja teräsverkolla, jotta ne eivät halkeile rakennuksen kuormitusten alla ja jotta ne voivat levittää kuormat laajalle alueelle.

Kuten tavanomaiset lattialaatat, myös monoliittiset kelluvat laatat on detaljoitava asianmukaisesti sijoitetuilla ohjausliitoksilla. Sisäpuolisia pilareita ei saa tukea näihin laattoihin. Sen sijaan ne on asennettava 8 tuuman syvyisille betonialustoille, jotka on täysin eristetty laatasta 1/2 tuuman öljytyllä huovalla tai neopreenistä valmistetuilla liikuntasaumoilla.

Monoliittisen kelluvan laatan perustuksen yläpinta voidaan viimeistellä aivan kuten tavanomainen laatta. Se tulisi kallistaa 1/8″ per jalka kohti rakennuksen suurinta ovea tai aukkoa. Se voidaan viimeistellä luudalla, kelluvalla tai sileällä pinnalla. Se voidaan myös pintakäsitellä millä tahansa lisäaineella, värillä tai kohokuvioidulla tekstuurilla, jota käytettäisiin betonisella ajotiellä.

Vaikka jotkin lainkäyttöalueet sallivat monoliittisten kelluvien laattaperustusten käytön enintään 2 000 neliöjalan suuruisissa autotalleissa ja lisärakennuksissa, useimmat rajoittavat ne vain 24’x24′ (576 neliöjalkaa) tai alle. Varmista, että rakennusosastosi nimenomaan sallii kelluvat monoliittiset laattaperustukset suunnittelemasi kokoisille rakennuksille.

Monoliittisia kelluvia laattoja ei suositella käytettäväksi kaltevilla paikoilla eikä paikoilla, joissa on likaista tai pehmeää savimaata. Pintamaa ja kaikki orgaaninen aines, kuten nurmikko ja juuret, on poistettava uuden laatan alueelta.

Onko monoliittinen kelluva laatta sopiva tontillesi ja rakennukseesi? Lataa ja tulosta alla olevat tiedot ja keskustele niistä sitten rakennusosastosi ammattilaisten sekä rakentajasi, betoniurakoitsijasi, arkkitehdin tai rakennusinsinöörin kanssa.

1. TYYPILLINEN MONOLIITTINEN FLOATING SLAB – PERUSTUS – Nämä yksityiskohdat on tarkoitettu kaikille alueille, joilla suurin pakkassyvyys on alle 12 tuumaa maanpinnan alapuolella, sekä kylmemmille alueille, joilla paikallinen rakennusvirasto on nimenomaisesti hyväksynyt sen autotalleja ja lisärakennuksia varten.

2.PERMEABLE BASE MONOLIITTINEN FLOATING SLAB – PERUSTUS – Näillä yksityiskohdilla saadaan lisäsuojaa pakkasenkorotukselta, kun koko monoliittipohjarakenteinen perustuskokonaisuus alitetaan vettä läpäisevällä sorapohjalla.

3. TYYPILLINEN JÄÄSEINÄN PERUSTUS

Arkkitehti Don Bergin suunnitelmia, haastatteluja ja artikkeleita on julkaistu Country Magazinessa, Equine Journalissa, Country Extrassa, Yankee Homessa, Traditional Building Magazinessa, Mother Earth Newsissa, Gritissä ja monissa muissa julkaisuissa.