Warunki posadowienia i fundamentowania budynku

Badanie gruntu przed rozpoczęciem budowy

Przepisy prawa budowlanego nakładają na projektanta obiektu obowiązek uzyskania informacji o warunkach gruntowych planowanej inwestycji, a szczegółowe wymagania w tym zakresie określono w Rozporządzeniu Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012r. "W sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych" (Dz. Ustaw poz. 463 z 2012 roku).

Sposób i zakres prowadzonych badań gruntowych uzależniony został od stopnia skomplikowania warunków gruntowych i kategorii projektowanego obiektu. Warunki gruntowe podzielone są na trzy grupy i klasyfikowane jako:

• proste (grunty nośne, jednolite)
• złożone (o zróżnicowanej nośności, przewarstwione)
• skomplikowane (np. na skarpach, terenach bagiennych, nasypowych, w obszarze szkód górniczych)

Zakres badań zależy też od zaliczenia obiektu do jednej z trzech kategorii budowli:

• Kategoria 1 - to m. in. budynki o 1 - 2 kondygnacjach,
• Kategoria 2 - obiekty o fundamentowaniu bezpośrednim i głębokim,
• Kategoria 3 - obiekty nietypowe, wysokościowe.

Zależnie od korelacji tej klasyfikacji do zaprojektowania posadowienia budynku potrzebna będzie odpowiednio: opinia geotechniczna, dokumentacja z badań podłoża gruntowego lub projekt geotechniczny.

W przypadku budynków jednorodzinnych stawianych na podstawie projektów powtarzalnych, określone tam warunki posadowienia podawane są dla przeciętnych i dobrych warunków gruntowych i najczęściej przy nośności gruntu powyżej 150 kPa oraz dla centralnej strefy klimatycznej Polski.

Rzeczywiste warunki gruntowe na działce budowlanej mogą być inne i przed rozpoczęciem budowy należy przeprowadzić przynajmniej wstępne badania gruntu jak i analizę geotechniczną na podstawie np. danych archiwalnych, opinii i obserwacji sąsiednich budynków.

W terenie przeprowadza się najczęściej sondowanie (próbne odwierty), a analiza pobranych próbek pozwala na ocenę własności fizycznych i mechanicznych gruntu. Uzyskuje się też informację o poziomie wód gruntowych, co ma szczególnie istotne znaczenie w przypadku projektowanego podpiwniczenia.

Oprócz warunków gruntowych przy planowaniu fundamentów trzeba brać pod uwagę strefę klimatyczną, w której zlokalizowana jest budowa oraz rodzaj i grubość ścian nadziemia. Od strefy klimatycznej zależy bowiem głębokość posadowienia chroniąca przed szkodami spowodowanymi wysadzinami mrozowymi. Zależnie od regionu kraju, fundamenty powinny sięgać przynajmniej na 0,8 - 1,4 m w głąb ziemi.

Rodzaje konstrukcji fundamentów

Wybór rodzaju fundamentu jest wypadkową wymagań konstrukcyjnych, warunków gruntowych jak i kosztów ich wykonania. W budownictwie jednorodzinnym, gdzie występują stosunkowo niewielkie obciążenia na grunt najczęściej wykonywane są fundamenty ławowe, płytowe lub stopowe (pośrednie).

Większość małych domów opiera się na ławach - betonowym poszerzeniu ścian nośnych, dzięki którym obciążenie rozkłada się na większej powierzchni. Ich przekrój musi spełniać określone warunki wytrzymałościowe i niekiedy wykonywane są jako żelbetowe, ze zbrojeniem poprzecznym.

W sprzyjających warunkach - lekka konstrukcja domu, grunt o wysokiej nośności - wykonywanie ław może okazać się zbędne. Wtedy wystarczającym oparciem będzie fundament wylany bezpośrednio w gruncie o szerokości odpowiadającej grubości ścian nośnych nadziemia.

Szczególnym przypadkiem fundamentowania na ławach są tzw. ławy schodkowe konieczne w przypadku domów częściowo podpiwniczonych lub przylegających do istniejącego budynku. Ze względów wykonawczych należy unikać częściowego podpiwniczenia, które komplikuje to fundamentowanie i praktycznie uniemożliwia zapewnienie niezawodnej ochrony przed zawilgoceniem piwnicy.

W przypadku konieczności budowy ław schodkowych wykonywane są jako zbrojone wzdłużnie na całej długości, przy czym wysokość stopni (schodków) nie powinna być większa niż 30 cm w odstępach o długości co najmniej 1 m.

Fundamenty płytowe mogą być budowane w dwóch wariantach - jako ocieplone i stawiane niemal na powierzchni gruntu lub zagłębione. Pod względem konstrukcyjnym obie odmiany są podobne - indywidualnie zaprojektowana płyta żelbetowa rozkłada obciążenia na dużą powierzchnię.

Fundament płytowy zagłębiony wykonuje się głównie w przypadku małej nośności gruntu, co wymagałoby budowy szerokich ław żelbetowych. Rozwiązanie takie jest szczególnie korzystne w domu podpiwniczonym, gdyż płyta fundamentowa staje się jednocześnie podłogą piwnicy.

Fundament z ociepleniem - wykonywany niekiedy w wersji jako fundament grzewczy, to rozwiązanie na gruntach niestabilnych i o bardzo słabej nośności. Dzięki warstwie izolacji cieplnej i stabilizująco-drenażowej nie wymaga zagłębiania poniżej poziomu przemarzania. Wyeliminowana jest też droga ucieczki ciepła do gruntu przez ściany nośne.

Fundamenty pośrednie nazywane również oszczędnościowymi lub na palach bądź na studniach wykonywane są z reguły w sytuacji gdy warstwa nośna gruntu znajduje się na dużej głębokości. Konstrukcyjnie fundament taki składa się ze słupów żelbetowych wylanych w gruncie, na wierzchu których nadlewana jest żelbetowa ława będąca oparciem dla ścian nośnych budynku.

Energooszczędny fundament grzewczy LEGALETT®

Rozstaw słupów wynosi najczęściej 2 - 3 m , a ich przekrój, zbrojenie i głębokość posadowienia dobiera się w zależności od przenoszonych obciążeń i nośności gruntu. Zaletą takiego sposobu fundamentowania jest zapewnienie skutecznej izolacji termicznej od gruntu. Punktowe oparcie na słupach umożliwia ułożenie ocieplenia pod i wokół belki, co eliminuje ucieczkę ciepła do ziemi.

Przy budowie fundamentów wymagających głębokiego posadowienia oraz przy wznoszeniu dużych obiektów wykorzystuje się technologię fundamentowania z wykorzystaniem ścian szczelinowych.

W uproszczeniu: jest to odwrócenie kolejności robót - najpierw bezpośrednio w wykopie wąskoprzestrzennym wylewane są ściany fundamentowe, a następnie z obrysu budynku wywozi się grunt i wykonuje podziemne elementy budynku.

Charakterystyka ścian fundamentowych i piwnicznych

Stawiane są jako monolityczne, wylewane w deskowaniu z użyciem szalunków, wielokrotnego użycia lub murowane. W domach podpiwniczonych konieczne może być ich wzmocnienie w postaci żelbetowych słupów lub zbrojenia układanego w spoinach poziomych, które zabezpiecza ono przed odkształceniem ściany w wyniku bocznego naporu gruntu od zewnątrz.

Bloczek przeznaczony do wykonywania ścian fundamentowych i piwnicznych

Wymagane jest też zapewnienie symetrycznego obciążenie ław fundamentowych przez ściany fundamentowe, a jeśli stawiane są jako warstwowe, to osiowe ustawienie dotyczy warstwy nośnej muru. Ich grubość konstrukcyjna zależy od grubości ścian nadziemia - nie mogą być zbyt wąskie.

autor: Redakcja BudownicwaB2B
oprac.: Maja Wychowaniec
zdjęcie otwierające: Legalett
zdjęcie w tekście: Legalett, Uciechowski