Hvordan beregnes bæreevne for jordskruer?

En jordskrue kan monteres hurtigt, men den må aldrig vælges på øjemål. Spørgsmålet "hvordan beregnes bæreevne for jordskruer?" handler i praksis om, hvor sikkert fundamentet kan overføre bygningens kræfter til den jord, det står i. Svaret afhænger ikke kun af skruens længde og diameter, men især af jordbundsforholdene, bygningens laster og den valgte konstruktionsløsning.

For et anneks, en terrasse eller en helårsbolig er beregningen derfor en central del af et holdbart skruefundament. Den sikrer, at konstruktionen står stabilt over tid, også når jorden bliver våd, frosten sætter ind, eller bygningen belastes af vind og sne.

Hvad betyder bæreevne for jordskruer?

Bæreevne er den last, en jordskrue kan optage uden at jorden eller skruen svigter. Lasten kan være lodret nedad fra bygningens egenvægt og brug, men den kan også være træk opad fra vindpåvirkning eller vandrette kræfter, der vil forskyde konstruktionen.

En korrekt dimensionering ser derfor typisk på tre forhold: den lodrette trykbæreevne, trækbæreevnen og den vandrette stabilitet. Det er ikke nok, at skruen kan bære en stor vægt nedad. Et let træbyggeri med stort tagareal kan eksempelvis få betydelige vindløft, som skal forankres forsvarligt i jorden.

Bæreevnen angives ofte i kilonewton, kN. Én kN svarer omtrent til belastningen fra 100 kg, men i en konstruktionsberegning arbejder man altid med sikkerhedsfaktorer og dimensionsgivende laster - ikke med en enkel omregning fra bygningens samlede vægt.

To måder en jordskrue overfører last på

Ved tryk bæres lasten dels af skruespidsen og gevindpladerne, som presser mod jorden, dels af friktionen mellem skaftet og jorden. Hvor stor en andel der kommer fra hver mekanisme, afhænger af jordtypen og skruens udformning.

Ved træk er det især gevindpladernes modstand i jorden, der er afgørende. Skruen skal løfte en jordkegle eller jordcylinder med sig, før den kan trækkes op. I fast sand eller moræneler kan modstanden være høj, mens blød fyldjord eller organisk jord giver langt mindre sikker forankring.

Sådan beregnes bæreevne for jordskruer

Beregningen begynder med et simpelt, men afgørende spørgsmål: Hvilke kræfter skal fundamentet optage? Herefter sammenholdes de med den dokumenterede kapacitet i den konkrete jord og den konkrete jordskrue.

I princippet skal den dimensionsgivende last være mindre end eller lig med den dimensionsgivende bæreevne. Beregningen tager højde for usikkerheder i både last, materialer og jordbund. Derfor er den bæreevne, man må regne med i projektet, lavere end den kapacitet, der eventuelt ses ved en enkelt prøvebelastning.

Følgende oplysninger skal normalt indgå i vurderingen:

• Jordlag, jordtype og bæredygtigt lag i den forventede skruedybde.
• Bygningens egenvægt, herunder vægge, tag, gulve og faste installationer.
• Nyttelast fra personer, møbler, oplag eller anvendelse af bygningen.
• Klima- og påvirkningslaster som sne, vind og eventuelle trækkræfter.
• Jordskruens dimensioner, ståltype, korrosionsbeskyttelse, installationsdybde og placering.

Lasterne fordeles på fundamentpunkterne ud fra konstruktionens opbygning. En bærende punktlast under en limtræsbjælke kræver eksempelvis mere end en skrue under en let terrassebjælke. Samtidig kan rand- og hjørnepunkter være særligt udsatte for vindløft.

Det betyder, at et projekt sjældent får én universel bæreevne pr. skrue. Der kan være behov for forskellige skruetyper eller længder på samme bygning, hvis jordbund og lastfordeling varierer.

Jordbunden afgør mere end skruens størrelse

En kraftigere jordskrue er ikke automatisk løsningen. Hvis skruen stadig står i et lag af løs opfyld, muld eller vandmættet jord, kan bæreevnen være begrænset. Målet er at føre lasten ned til et jordlag med tilstrækkelig styrke og stabilitet.

Sand, grus, ler og fyldjord opfører sig meget forskelligt. Fast sand og grus kan ofte give gode forhold, men der skal tages højde for lagdeling og grundvand. Ler kan have en høj bæreevne, men visse lerarter ændrer styrke med vandindhold og belastning over tid. Fyldjord er særligt usikker, fordi den kan bestå af mange materialer og ikke altid er komprimeret ensartet.

Frost er også relevant. Jordskruer skal normalt føres til en dybde, hvor konstruktionen ikke påvirkes af frosthævning. Det gælder især lette bygninger, terrasser og mindre anlæg, hvor selv små bevægelser kan give skæve døre, revner eller ujævne gulve.

Jordundersøgelse og prøveinstallation

Ved mindre, ukomplicerede projekter kan en indledende vurdering af stedet give et godt grundlag. Ved større bygninger, tilbygninger, efterfundering eller synligt vanskelige jordforhold bør der ofte indhentes mere præcise oplysninger om jorden.

En prøveinstallation kan være værdifuld, fordi installationsmomentet giver en indikation af jordens modstand. Momentet kan dog ikke stå alene som dokumentation for bæreevnen. Sammenhængen mellem moment og kapacitet afhænger blandt andet af jordtype, skruegeometri og monteringsmetode. Den skal derfor vurderes i en faglig sammenhæng og holdes op mod projektets krav.

Laster fra bygningen skal regnes rigtigt

Mange overvurderer jordskruernes opgave ud fra bygningens synlige vægt alene. Et tag med sne, en kraftig vindlast på en gavl eller en udkraget konstruktion kan ændre belastningsbilledet markant.

For et helårshus eller en større tilbygning indgår typisk permanente laster, variable nyttelaster samt sne- og vindlaster efter gældende konstruktionsprincipper. Der ses også på lastkombinationer: Den største lodrette last og den største vindpåvirkning optræder ikke nødvendigvis samtidig på samme måde.

For en terrasse er belastningen ofte mere overskuelig, men ikke ubetydelig. Bjælkeafstand, spændvidde, rækværk, eventuelt tag og jordens hældning har betydning. En overdækket terrasse med læskærme kan få væsentligt større vindlaster end en åben, lav terrasse.

Hvis jordskruen indgår i en konstruktion med søjler, skal forbindelsen mellem skrue, beslag og træ- eller stålkonstruktion også kunne overføre kræfterne. Den stærkeste skrue hjælper ikke, hvis et beslag er underdimensioneret eller ikke er monteret korrekt.

Fra beregning til dokumenteret løsning

En anvendelig beregning ender ikke ved et tal i et regneark. Den skal omsættes til en konkret fundamentsplan med placeringer, skruevalg, dybder, topbeslag og montagekrav. På den måde ved både bygherre og udførende, hvad der skal etableres på pladsen.

Under installationen kontrolleres det, om de faktiske forhold svarer til forudsætningerne. Rammer skruen eksempelvis sten, et blødt lag eller uventet fyldjord, kan placering, længde eller løsning skulle justeres. Det er bedre at håndtere afvigelsen under arbejdet end at skjule den under en færdig bygning.

CE-mærkede og galvaniserede komponenter er vigtige kvalitetselementer, men de erstatter ikke projektering. CE-mærkningen dokumenterer egenskaber ved produktet inden for det relevante system. Den konkrete bæreevne opnås først, når produkt, jordbund, last og udførelse passer sammen.

Typiske fejl, der svækker fundamentet

Den hyppigste fejl er at vælge jordskruer ud fra en generel kapacitet uden kendskab til jordforholdene. En kapacitet oplyst under bestemte testforhold kan ikke ukritisk overføres til alle grunde.

En anden fejl er for få fundamentpunkter. Det kan overbelaste enkelte skruer og give for store nedbøjninger i bjælkelaget, selv om jordskruerne isoleret set ikke trækker sig op eller synker. Fundamentplanen skal derfor passe til hele konstruktionen.

Endelig bliver træk- og sidekræfter nogle gange overset. Det ses særligt ved carporte, skure, solcelleanlæg og overdækninger, hvor vindens påvirkning kan være bestemmende for dimensioneringen.

Hvornår bør du få en faglig vurdering?

En faglig vurdering er særlig relevant, når der er tale om helårsbolig, tilbygning, anneks, efterfundering eller et projekt med konstruktive ændringer. Det samme gælder ved skrånende terræn, blød jord, tidligere opfyld, høj grundvandsstand eller store vindfølsomme flader.

For mindre drivhuse og lette terrasser kan løsningen ofte afklares hurtigt, men det er stadig en fordel at få vurderet antal skruer, dybde og placering. Det forebygger, at et ellers enkelt projekt senere skal rettes op.

Hos NO-Skruefundament tager en professionel løsning udgangspunkt i projektets tegninger, anvendelse og jordbund - ikke kun i en standardpakke. Det giver et grundlag, der er lettere at bygge videre på og dokumentere.

Den rigtige jordskrue er derfor ikke nødvendigvis den længste eller største. Det er den skrue, der er dimensioneret til den aktuelle jord og de kræfter, bygningen reelt skal kunne modstå. Når beregning, installation og dokumentation følges ad, får du et fundament, der giver ro i maven, før resten af byggeriet går i gang.