Posadowienie
obiektów budowlanych

11

ROZWIĄZANIA MATERIAŁOWO-KONSTRUKCYJNE

Dr inż. Wojciech Słomka, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska

Fundamenty - z czego i jak je budować

Fundamenty muszą być dostosowane do
nośności gruntu.
Z reguły przyjmuje się, że dobra nośność gruntu
to co najmniej 150 kPa.

Jeśli warstwa nośna nie zalega zbyt głęboko,
mogą być posadowione bezpośrednio na niej.

Gdy grunt jest zbyt słaby (warstwa nośna
znajduje się na głębokości większej niż 3-4 m),
fundament posadawia się pośrednio –
za pomocą pali lub tak zwanej studni.

FUNDAMENTY BEZPOŚREDNIE

ŁAWY, STOPY, PŁYTY, RUSZTY,

SKRZYNIE

FUNDAMENTY POŚREDNIE

PODSTAWOWE ROZWIĄZANIA

MATERIAŁOWO-KONSTRUKCYJNE

MATERIA

MATERIA

Ł

Ł

Y

Y

–

drewno:

ruszty na gruntach słabych pole na bagnach i

jeziorach, podwaliny ścian, krzyżaki jako podstawy słupów.
Zalety to dostępność łatwość i szybkość obróbki i
wbudowania. Znajduje zastosowanie w budowach
tymczasowych i specjalnych.

–

kamień:

stosowany w budynkach niewielkich i murach

oporowych w okolicach gdzie występuje on w złożu
naturalnym.

–

cegła:

dobrej jakości używana do ław i stop fundamentowych.

W warunkach agresywnego środowiska stosowane są cegły
klinkierowe na masie asfaltowo piaskowej.

–

beton

: najczęściej stosowany łatwe i szybkie wykonanie

możliwość dostosowania do różnych warunków.

–

żelbet:

do wszystkich rodzajów fundamentów.

PODSTAWOWE ROZWIĄZANIA

MATERIAŁOWO-KONSTRUKCYJNE

– ławy murowane : z kamienia, z cegły na zaprawie

cementowej lub cementowo-wapiennej marki ≥ M4.
Stosuje się je pod ścianami budynków murowanych
3-4 kondygnacyjnych, powyżej wody gruntowej.
W celu zmniejszenia objętości muru stosuje się
odsadzki.

Szerokość odsadzek

wynosi

¼

cegły (6,5 cm) i

maksymalnie 3 odsadzki.

Wysokość odsadzek

- 2 warstwy cegły (ok. 15 cm).

Całkowita wysokość ławy

nie niższa niż trzy warstwy

cegły (ok. 20 cm).

Nachylenie do pionu krawędzi bocznej ławy z odsadzkami
nie powinien przekraczać 1:2 (cegła na zaprawie cementowej)

PODSTAWOWE ROZWIĄZANIA

MATERIAŁOWO-KONSTRUKCYJNE

Przekrój poprzeczny

ławy murowej

Schemat ław fundamentowych:

a) pod ścianą, b) pod rzędem słupów

PODSTAWOWE ROZWIĄZANIA

MATERIAŁOWO-KONSTRUKCYJNE

– ławy betonowe: można wykonać z odsadzkami lub ze ścianą

pochyłą. Duża wysokość ławy może spowodować wystawanie
jej z posadzki piwnicy lub też wymaga pogłębienia wykopu.
Przekrój murowany i betonowy może nie wytrzymać naprężeń
działających przy zginaniu i musi być uzbrojony.

Ławy, powinno się wykonywać z dobrego betonu klasy
minimum B15, można także zastosować beton lepszy.
Fundamenty są bowiem narażone na szkodliwe
działanie wilgoci, kwasów organicznych i mrozu.

– ławy żelbetowe: pręty główne o przekroju dobranym według

obliczeń, układa się w dolnej strefie rozciąganej ławy,
prostopadle do jej długości. Pręty podłużne rozdzielcze układa
się co 30 cm. Ława żelbetowa może stanowić wspólny
fundament dla szeregu słupów konstrukcyjnych.

Przykłady ław fundamentowych

Przekroje ław betonowych a) prostokątny, b) trapezowy, c) schodkowy

Przekroje ław żelbetowych a) prostokątny, b) trapezowy, c) schodkowy

ŁAWY BETONOWE

Przekrój prostokątny mają zazwyczaj ławy szerokości

do 1,20 m i wysokości do 50 cm.

Wysokość ław betonowych powinna być ≥30 cm.

Ławy betonowe stosuje się do wysokości około 60 cm.

Jeżeli niezbędna wysokość takiej ławy byłaby większa, to

wykonuje się ławy żelbetowe.

W celu zabezpieczenia ław przed zarysowaniami lub

spękaniami spowodowanymi nierównomiernym osiadaniem

zbroi się je konstrukcyjnie w kierunku podłużnym.

Zbrojenie stanowią minimum 2 pręty górą i 2 pręty dołem,

o średnicy 12 ÷ 20 mm, ze stali gładkiej klas A-0 lub A-I.

Pręty te umieszcza się w obrysie ściany obciążającej i łączy

co około 300 mm strzemionami średnicy 6 ÷ 8 mm.

Grubość otulenia zbrojenia powinna być ≥ 40 mm - gdy ława

jest ułożona na podłożu betonowym (grubości 100 mm) lub

75 mm - gdy ława spoczywa na gruncie.

Przykłady ław fundamentowych

Ława pod ścianą z otworem

Ława na zboczu

Przykłady ław fundamentowych

Ławy pod słupami:

a) przekroje poprzeczne (prostokątny, trapezowy i teowy),
b) przykład zbrojenia ławy pod dwa słupy

h = l/5 ÷ l/7 gdzie: l - odległość między sąsiednimi słupami
B - oblicza się z porównania obciążenia jednostk. podłoża z

obliczeniowym jednostk. oporem podłoża q

rs

= N

r

+ G

r

/ B < m q

f

ŁAWY POD SŁUPAMI

Wymiary ław pod słupami należy przyjmować tak, aby
wypadkowa obciążeń przekazywanych przez słupy oraz
ciężaru własnego ławy i gruntu na ławie pokrywała się
ze środkiem ciężkości jej podstawy lub znajdowała się
możliwie najbliżej tego środka (mały mimośród).

Ławy pod słupami pracują jak belki podparte
w miejscu słupów, obciążone od dołu oddziaływaniem
gruntu, określanym przy uwzględnieniu wartości
obliczeniowej obciążeń przekazywanych przez słupy,
bez ciężaru ławy i gruntu leżącego na niej.

STOPY FUNDAMENTOWE

Stopy stosuje się jako fundament słupów, filarów itp.

Wykonuje się je jako murowe z cegły bądź kamienia oraz betonowe lub
żelbetowe.

Obecnie najczęściej są stosowane stopy monolityczne betonowe lub żelbetowe.

Stopy murowe z cegły lub kamienia można układać pod słupami lub
filarami obciążonymi osiowo (przy mimośrodzie e

s

= 0)

w budynkach do 2÷3 kondygnacji, przy posadowieniu na nośnym podłożu
powyżej poziomu wody gruntowej.

STOPY BETONOWE

Stopy betonowe stosuje się w warunkach podobnych jak
stopy murowe. Wysokość stopy betonowej przyjmuje się
tak, aby kąt a zaznaczony na rysunku był nie mniejszy niż
55÷60°; mniejszy kąt przyjmuje się w wypadku betonu
wyższej klasy. Tego rodzaju stopy są stosowane dość
często w budownictwie jednorodzinnym.

STOPY ŻELBETOWE

Stopy żelbetowe stosowane powszechnie jako fundamenty
słupów mogą być obciążone osiowo a) lub mimośrodowo b).

Przy obciążeniu osiowym stopa ma zwykle kształt kwadratu,
a przy obciążeniu mimośrodowym - prostokąta
wydłużonego w płaszczyźnie działania obciążenia.

STOPY ŻELBETOWE

Stopy betonowe: a) trapezowa, b) prostokątna, c) schodkowa

STOPY ŻELBETOWE wytyczne

Stopy fundamentowe mają kształt prostopadłościanu, ostrosłupa
lub schodkowy. Stopy o kształcie prostopadłościanu stosuje się
wówczas, gdy mają one niewielkie wymiary.

Stopy o większych wymiarach wykonuje się jako ostrosłupowe
lub schodkowe w celu zmniejszenia zużycia betonu.

W budownictwie jednorodzinnym najczęściej stosuje się stopy o
kształcie prostopadłościanu (ze względu na łatwość wykonania i
niewielkie wymiary podstawy).
Górne wymiary stóp ostrosłupowych powinny być o 100 mm
większe od odpowiednich szerokości słupa. Umożliwia to oparcie
deskowania użytego przy betonowaniu słupa. Wysokość ich
dolnych części przyjmuje się ≥ 150 mm. Długość boków
podstawy i wysokość stopy powinny być wielokrotnością 50 mm.
Odsadzki stóp schodkowych powinny mieć wysokość
400÷500 mm.

STOPY ŻELBETOWE wytyczne

Zbrojenie stóp o małych wymiarach stanowią ułożone
dołem siatki zbroje-niowe z prętów średnicy 10÷16 mm,
a stóp o dużych wymiarach - z prętów średnicy 18÷26
mm.

Rozstaw prętów przyjmuje się na podstawie obliczeń,
najczęściej 100 ÷ 200 mm.

Otulina zbrojenia powinna spełniać wymagania podane
w odniesieniu do zbrojenia ław fundamentowych.

RUSZTY PŁYTY I SKRZYNIE FUNDAMENTOWE

Ruszty: dwa układy ław wzajemnie prostopadła
stanowią ruszt stosowany jako fundament konstrukcji
szkieletowej.
Słupy stoją w węzłach ław.

Ruszty wprowadza się gdy :
a) ławy jednokierunkowe (pod szeregiem słupów),

wypadają zbyt szerokie a rozkład nacisku słupa
w dwóch kierunkach powiększa pole jego podstawy
więc i zmniejsza nacisk jednostkowy na grunt,

b) gdy trzeba powiększyć sztywność całego

fundamentu w celu wyrównania różnic osiadania.
Zginanie ław jednego kierunku powoduje skręcanie
ław prostopadłych.

RUSZTY PŁYTY I SKRZYNIE FUNDAMENTOWE

Fundament rusztowy: a) rzut aksonometryczny (fragment),
b) przekrój poprzeczny ławy, c) przekrój podłużny ławy

PŁYTY FUNDAMENTOWE

Płyty fundamentowe stosuje się gdy:

- ogólna powierzchnia ław czy stóp jest duża

(powierzchnie pomiędzy nimi są niewielkie),

- podziemia budynku znajdują się poniżej zwierciadła

wody (wymagają zabezpieczenia przed zalewaniem),

- obciążenie fundamentu przy dopuszczalnym małym

nacisku jednostkowym wymaga uzyskania całej
powierzchni budynku jako podstawy fundamentu.

Płyty można kształtować jako
- gładkie jednakowej grubości na całej powierzchni,
- żebrowe z żebrami od góry lub od spodu.

RUSZTY PŁYTY I SKRZYNIE FUNDAMENTOWE

Schemat fundamentu płytowego:
a) z płytą o jednakowej grubości,
b) z głowicami w strefie oparcia słupów

SKRZYNIE FUNDAMENTOWE

Skrzynie fundamentowe: przy dużych
wysokościach budynku fundamenty powinny
odznaczać się dużą sztywnością.

Jeżeli ruszt czy płyta nie spełniają
odpowiednich warunków stosuje się skrzynie:
-z otwartą górą i dołem,
- zamknięta od dołu sztywną płytą,
- zamknięta od dołu i góry.

FUNDAMENTY NA PALACH - STUDNIACH

–

STUDNIE

: rodzaj wykopu wybudowanego, najczęściej

poniżej zwierciadła wody gruntowej. Jednocześnie z
zagłębieniem wykopu pogrąża się w grunt uprzednio
przygotowaną obudowę. Studnia wypełniona po
opuszczeniu stanowi podziemny filar fundamentowy
przekazujący obciążenie budowli na głębokie
odpowiednio nośne warstwy gruntu. Można też tworzyć
pomieszczenie podziemne, zbiornik, osadnik, garaż itp.

–

PALE

: gdy podłoże pod budynkiem jest zbyt słabe

stosuje się pale które przenoszą obciążenia w głąb
gruntu. Pal różni się od słupa bo przenosi obciążenia na
powierzchnię przekroju oraz przez opór tarcia (ścinania)
w otoczeniu pobocznicy

.

FUNDAMENTY NA PALACH - STUDNIACH

Klasyfikacja pali:

- ze względu na materiał:

drewniane, stalowe,

betonowe, żelbetowe,

- ze względu na sposób zagłębienia:

wiercone,

wypłukiwane, wbijane

,

- ze względu na wykończenie:

prefabrykowane,

betonowe,

- ze względu na wymiary:

▪ tradycyjne 20 ÷ 60 cm, długości od 3 m,
▪ wielkośrednicowe od 60 cm,
▪ mało średnicowe 8,5 ÷ 22 cm,

▪ krótkie

.

ŚCIANY FUNDAMENTOWE

Na ścianach fundamentowych opiera się konstrukcja całego
domu, dlatego materiały użyte do ich budowy powinny
charakteryzować się odpowiednimi właściwościami.

Ściany fundamentowe to element konstrukcyjny

niepodpiwniczonego domu, który łączy ławy fundamentowe ze
ścianami parteru.

Ich zadaniem jest przenoszenie na fundament ciężaru ścian, stropów,
dachu oraz wszystkich obciążeń działających na dom,
a spowodowanych przez śnieg, wiatr czy obciążenia wynikające z jego
użytkowania.

Materiały, które będą użyte do budowy ścian fundamentowych muszą
być:

wytrzymałe, bo na nich opiera się konstrukcja całego domu,

mrozoodporne - ponieważ są na działanie niskiej temperatury,

mało nasiąkliwe - gdyż na zagłębioną w gruncie ścianę działa wilgoć.

ŚCIANY FUNDAMENTOWE

Ściany monolityczne mogą być betonowe lub żelbetowe, czyli z
betonu zbrojonego stalowymi prętami. Często robi się je w domach
jednorodzinnych, ponieważ są solidne i łatwe do wykonania sposobem
gospodarczym. Poza tym potrzebne na nie materiały są tanie, więc jeśli
się zbuduje ściany samodzielnie, to może się okazać, że jest to
najtańsze rozwiązanie. Ściany monolityczne wykonuje się w
deskowaniu tradycyjnym lub deskowaniu traconym.

Ściany murowane to rozwiązanie sprawdzone, mające wielowiekową
tradycję. Ściany fundamentowe dotychczas budowano przede
wszystkim z cegieł, czasem z kamienia. Teraz do ich wznoszenia
stosuje się najczęściej pełne bloczki betonowe.
Ściany fundamentowe można wykonywać z betonu komórkowego lub
pustaków ceramicznych czy betonowych, ale tylko takich, których
producenci otrzymali na to aprobaty techniczne, i pod warunkiem, że
będą one zabezpieczone szczelną izolacją przeciwwilgociową.