Temat:

Fundamenty na studniach i kesonach.

I. Fundamenty na studniach wykonuje się, jeżeli grunty nośne występują głęboko (nie więcej niż 15m). Studnie te wykonuje się w gruntach dość jednorodnych (bez kamieni głazów) Sposób wykonywania studni polega na wydobyciu gruntu z puszczonych jednocześnie jeden na drugim kręgów betonowych lub żelbetowych. Kręgi łączy się stalowymi nadkładkami pierwszy najniższy krąg zaopatrzony jest w ten nóż, czyli ostrze które tnie grunt. Po wykonaniu studni wypełni się ją betonem lub gazobetonem.

Fundamenty głębokie (pośrednie) przekazują obciążenia z budowli na niżej zalęgające warstwy nośne przez dodatkowe elementy wprowadzone lub uformowane w gruncie, w postaci pali lub studni, a nie całą podstawą, ponieważ warstwa gruntu o odpowiedniej wytrzymałości znajduje się tak głęboko, że wykonanie wykopów byłoby zbyt trudne.

Specjalnym rodzajem fundamentów głębokich są fundamenty na kesonach, stosowane poniżej lustra wody.

Studnie fundamentowe stosuje się wtedy, gdy grunt nośny leży głęboko i przy dużym ciężarze budowli liczba i długość potrzebnych pali okazałaby się zbyt duża.

Rys. 1. Rozmieszczenie studni fundamentowych pod budynkiem

Najczęściej wykonywane są studnie z betonu i żelbetu, do głębokości 8-10 m

(wyjątkowo 15m), o przekroju kolistym, kwadratowym, dwu- i wielokomorowym. Wielkość przekroju umożliwia pracę ludzi w środku studni, zapuszczanej w grunt, aż do oparcia na gruncie nośnym.

Mogą być stosowane zarówno w gruntach nie nawodnionych, jak i nawodnionych.

Rys. 2. Studnia fundamentowa - kolejność wykonania

II. Fundamenty na kesonach wykonuje się w gruntach silnie nawodnionych lub stale pozostających pod wodą (przy budowie nabrzeży portowych i filarów mostowych).

Rys. 22. Schemat działania kesonu.

Wykonane są z żelbetu w kształcie skrzyni bez dna, która posiada na dolnej krawędzi nóż ułatwiający zagłębianie kesonu w gruncie, przez otwór w stropie komory przechodzą robotnicy i usuwa się grunt pochodzący z wydobycia oraz tłoczy powietrze pod ciśnieniem, na stropie wykonuje się fundament, a po osiągnięciu żądanej głębokości keson wypełnia się betonem. Maksymalna dopuszczalna głębokość zagłębienia kesonu wynosi 30 metrów poniżej lustra wody z uwagi na zdrowie zatrudnionych ludzi.

Ciekawostka:

Przed wynalezieniem kesonu radzono sobie wbijając w dno rzeki pale drewniane (od starożytności) albo za pomocą grodzy, a od XVII w. stosowano również studnie (fundament uformowany w kształcie studni, zazwyczaj cylindrycznej, z cegły, betonu, żelbetu, lub stali, zagłębiający się w grunt pod wpływem własnego ciężaru w miarę wybierania ziemi z wnętrza). Technika fundamentowania wewnątrz studni "na sucho" rozwinęła się ze stosowanego już wcześniej systemu fundamentowania przy użyciu ścianki szczelnej; zapoczątkował ją F. Romain przy budowie Pont Royal na Sekwanie w Paryżu (1685 rok). Metodę tę ulepszył i zastosował na wielką skalę Ch. D. Labelye przy budowie Westminster Bridge na Tamizie w Londynie (1738 rok). Ze studni fundamentowej rozwinął się w XIX wieku keson.

Ponieważ zdrowy człowiek może bez szkody dla zdrowia pracować przez pewien czas pod ciśnieniem do 3 atmosfer, keson pozwala prowadzić prace do głębokości 30 metrów poniżej zwierciadła wody.

W Polsce, pierwszy użył kesonu S. Kierbedź w 1859 roku do posadawienia filarów pierwszego stałego mostu żelaznego na Wiśle w Warszawie.

Już w początkach stosowania kesonu zanotowano u ludzi w nich pracujących poważne zaburzenia układu krążenia i oddychania, zwane chorobą kesonową.

---