WARUNKI JAKIE POWINIEN SPEŁNIAĆ FUNDAMENT

Fundament - element konstrukcyjny budowli, którego zadaniem jest przekazaniem obciążeń
z budowli na podłoże tak, aby pod jej ciężarem nie nastąpiło osiadanie i aby cały
układ był stateczny.

Stateczność zależy od:

• Rodzaju konstrukcji

• Prawidłowej pracy podłoża gruntowego

• Rodzaju konstrukcji fundamentu

Podłoże gruntowe - część litosfery na której opierają się fundamenty. Podłożę gruntowe musi
mieć strefę aktywną, czyli strefę rozkładu naprężeń. Powinna się rozciągać
na podwójną głębokość fundamentu, a naprężenia powinny stanowić 30%
naprężeń początkowych.

Rozpatrujemy współpracę betonu (żelbetu) z podłożem gruntowym, która jest kłopotliwa, dlatego należy zapewnić prawidłowe warunki, aby grunt nie osiadał.

Warunki prawidłowego funkcjonowania fundamentu

• Obciążenie musi być przekazywane w taki sposób, aby nośność układu fundament-podłoże nie zostało przekroczone

• Różnice osiadań pod obiektem nie mogą wytwarzać dodatkowych sił wewnętrznych przekraczających obciążenie

• Całkowite osiadanie nie może wpływać ujemnie na eksploatacje obiektu

• Specjalne zabezpieczenia przed działaniem ośrodka wodno-gruntowego

Wykonywanie robót fundamentowych

• Przed przystąpieniem do robót należy przeprowadzić dokładną analizę projektu technicznego, warunków gruntowo-wodnych i kategorii gruntu

• Wybrać metodę wykonawstwa i organizacji robót, jak również zagospodarowania budowy

• Wytyczenie osi głównych i pomocniczych budowli i założenie co najmniej 3 reperów wysokościowych

• Wytyczenie fundamentu i granic wykopu, oraz sprawdzenie czy grunt w wykopie jest zgodny z projektem - odbiór podłoża gruntowego

• Jeśli zajdzie taka konieczność trzeba grunt zagęścić i odpompować wodę, aby warunki odpowiadały tym w projekcie

Wykonywanie wykopu

• Wykopy w gruntach spoistych chronimy przed deszczem i zawilgoceniem, ponieważ spowoduje to uplastycznienie przez dużą ilość frakcji pylastej

• Jeśli zawilgotnieje musimy go wybrać i zamienić na niespoisty

• Jeśli zawilgoci się tylko cieniutka warstwa, to można wylać półsuchy beton, który wchłonie wodę

• Można też próbować wbijać kamienie w grunt

• W przypadku gruntów ilastych pozostawiamy 30-50 cm warstwy powyżej planowanego wykopu, a dopiero przed wylaniem fundamentu się go pozbywamy

• Jeśli chcemy pozostawić wykop na zimę to w przypadku gruntów wysadzi nowych - spoistych musimy go chronić - poniżej głębokości przemarzania

• Posadawiając budowle musimy wiedzieć na jakiej głębokości znajdują się sąsiednie budynki i umieścić go na takiej samej głębokości, by uniknąć osiadań

Jaka powinna być grubość fundamentu?

Wszystko zależy od warunków gruntowych. W naszym klimacie najczęściej szerokość fundamentu (ławy fundamentowej) to 50-60 cm. Ściana fundamentowa może mieć grubość ściany, tj. od 19 cm. Im węższy fundament, tym większa podatność na osiadanie domu, a co za tym idzie pękanie ścian, rysowanie się tynku itp.

Jak głęboko fundament?

Ze względu na warunki gruntowo - wodne dom nie może być posadowiony zbyt płytko, a posadowienie zbyt głębokie - gdy nie jest uzasadnione względami użytkowymi - niepotrzebnie zwiększa koszty budowy. Podjęcie właściwej decyzji umożliwia dokumentacja geotechniczna.

O głębokości posadowienia fundamentów decydują:

• względy użytkowe (dom z piwnicą lub bez),

• poziom występowania gruntów nośnych,

• poziom występowania wody gruntowej,

• zasięg strefy przemarzania,

• posadowienie budynków przyległych.

Z piwnicą czy bez?

W pierwszym etapie projektowania decydują względy użytkowe (oczywiście oprócz finansowych: wykonanie piwnicy to około 30 % całkowitego kosztu budowy domu jednorodzinnego). Jeżeli działka jest niewielka, zwykle planuje się podpiwniczenie. W części podziemnej budynku znajduje się garaż, kotłownię, pralnię ale też saunę czy pomieszczenia rekreacyjne.

Gdy buduje się piwnice fundamenty zwykle oparte są w podłożu na głębokości 2.50 - 2.80 m pod poziomem terenu. Płytsze posadowienie wymusza wyniesienie piwnic znacznie powyżej poziomu terenu. Zazwyczaj nie wpływa to korzystnie na wygląd domu.

Jeżeli dysponujemy wystarczająco dużą działką warto zrezygnować z piwnic. Wykonanie wykopu oraz izolacja podziemnych ścian piwnic zwiększają koszty w stosunku do analogicznych powierzchni naziemnych.

Grunty nośne

Czynnikiem decydującym o głębokości posadowienia jest głębokość zalegania nośnych warstw gruntu. Jeśli pod powierzchnią terenu występują grunty o małej nośności zdarza się, że taniej jest posadowić fundamenty głębiej na twardym, nośnym podłożu niż wymienić lub wzmocnić słaby grunt. Wybór powinien być wykonany na podstawie fachowej analizy ekonomicznej. Gruntami o małej nośności mogą być grunty organiczne, torfy lub namuły, niezagęszczone grunty nasypowe (czyli wbudowane w teren przez człowieka), plastyczne gliny czy iły lub luźne piaski.

Woda gruntowa

Szczególnie istotne znaczenie ma głębokość występowania wody gruntowej. Należy pamiętać o wahaniach zwierciadła wody gruntowej i o jej maksymalnych poziomach. Maksymalny poziom wody w gruncie powinien być określony w dokumentacji geotechnicznej, przygotowanej dla terenu budowy. Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo zalewania lub zawilgocenia piwnic, rezygnuje się z budowy podpiwniczenia albo podwyższa się poziom posadowienia, automatycznie windując dom do góry. Można też zastosować technologie zapewniające szczelność piwnic. W tym celu wykorzystuje się betony szczelne lub specjalne materiały izolacyjne. Można stosować jedno i drugie. Są to jednak rozwiązania drogie.

Większość informacji potrzebnych do określenia głębokości posadowienia znajduje się w dokumentacji geotechnicznej. Przystępując do projektowania domu, należy dokładnie zapoznać się z taką dokumentacją. Przykładem niedokładnego jej przeczytania, a w konsekwencji złego zaprojektowania głębokości posadowienia budynku, jest jedna z budów w Warszawie. Na terenie osiedla woda gruntowa występowała na zmiennej głębokości. Różnice wysokości przewyższały 0.5 metra. Projektanci nie dostrzegli tego faktu i zaprojektowali posadowienie wszystkich domów na tej samej głębokości. Niefortunnie przyjęto, jako obowiązujący na całym terenie, głębszy poziom zalegania wody. Po wykonaniu wykopów okazało się, że są one zalewane przez wodę. Trzeba było częściowo zasypać wykop, a nawieziony grunt odpowiednio zagęścić. Dodatkowe prace opóźniły budowę i zwiększyły nakłady.

Głębokość przemarzania gruntu

Głębokość przemarzania gruntu decyduje o poziomie posadowienia niepodpiwniczonego domu. W gruntach wysadzinowych fundamenty muszą opierać się w podłożu poniżej strefy przemarzania.

Grunty wysadzinowe to takie, które zawierają więcej niż 10 % drobnych cząstek (mniejsze od 0.02 mm). Niewysadzinowymi gruntami są wszystkie piaski, z wyjątkiem części piasków pylastych oraz piasków gliniastych - piaski gliniaste zaliczane są do grupy gruntów spoistych.

W centralnej Polsce w podłożu zbudowanym z iłu czy gliny, fundamenty muszą być oparte na głębokości nie mniejszej niż 1.0 metr. Warunek ten nie musi być spełniony, gdy fundamenty opierają się w piaskach. Według obowiązujących w Polsce przepisów, w gruntach niewysadzinowych wymagane jest zagłębienie fundamentów równe 0.5 metra. Często zapomina się o tej możliwości i fundamenty schodzą do głębokości jednego metra.

Jeszcze do niedawna niepodpiwniczone budynki wznoszone w piaszczystych terenach posadawiano płytko. Oglądałem w tym roku dom w podwarszawskim Otwocku, którego fundamenty znajdowały się na głębokości od 0.4 do 0.8 metra ppt. Tak płytkie posadowienie jest charakterystyczne dla wielu domów z okresu międzywojennego. Także lekkie budynki szkieletowe z powodzeniem mogą być posadowione na głębokości 0.5 m.

Dom sąsiada

O głębokości fundamentowania decyduje również głębokość posadowienia sąsiednich budynków. Jest to istotne, gdy projektowany budynek będzie przylegał do budynku istniejącego lub będzie usytuowany blisko niego. Wykop bezpośrednio przy istniejącym budynku musi być wykonany z odpowiednimi zabezpieczeniami. Każdego roku zdarzają się wypadki, często śmiertelne, w nieumiejętnie wykonanych wykopach.

---