Prace ziemne przy budowie domu – jak zrobić wykopy pod fundamenty?

Pierwszym etapem prac ziemnych jest wykonanie wykopów pod fundamenty, które zapewnią solidność całej konstrukcji budynku. Aby jednak zrobić to dokładnie i uniknąć katastrofy budowlanej, nie wystarczą nam namiary do firmy wynajmującej koparkę. Jakie znaczenie mają badania geotechniczne oraz jak zrobić wykopy pod fundamenty domu?

Zanim dojdzie do wykopów

O tym, w którym miejscu działki będą wykonane wykopy oraz jaka będzie głębokość posadowienia fundamentów decydują badania geotechniczne. Należy je wykonać jeszcze przed zakupem działki, w szczególności gdy decydujemy się zakup gruntów rolnych w celu tzw. “odrolnienia”, czyli przekształcenia na działkę budowlaną.

Pamiętając, że każda działka cechuje się nieco innymi parametrami, a sposób kopania fundamentów jest uzależniony od charakterystyki technicznej i właściwości fizycznych gruntu budowlanego, musimy zapoznać się z:

• wartością dopuszczalnego nacisku, który jest przenoszony przez fundamenty, a faktyczną zdolnością gruntu na jego przyjęcie;
• składem warstwy gruntowej oraz jej przynależności do danej kategorii, czyli np. pochodzenie, procentowa zawartość związków organicznych, odkształcalność     podłoża, uziarnienie oraz cechy dodatkowe;
• poziomem wód gruntowych i ich wahaniem w ciągu roku;
• głębokością przemarzania gruntu;
• łatwością wykonywania robót ziemnych, czyli m.in. odspajanie, ciężar objętościowy gruntu, zdolność utrzymywania się ścian wykopów i nasypów.

Podział gruntów ze względu na charakterystykę techniczną oraz trudność w uzbrajaniu określa norma PN-B-06050:1999. Jeśli więc np. działka, na której chcemy postawić nasz wymarzony dom, należy do kategorii V-VII, czyli pochodzenia naturalnego o skalistym składzie, wówczas do wykonania wykopów będzie konieczny specjalistyczny sprzęt, co wiąże się z wyższymi nakładami finansowymi oraz stopniem skomplikowania prac.

Wykonanie dokładnych badań geodezyjnych pozwala więc zoptymalizować koszt wykonania wykopów pod fundamenty oraz uniknąć sytuacji, w której konieczne będzie zastosowanie dodatkowego sprzętu

Głębokość fundamentów

O głębokości wykopów pod fundamenty w dużej mierze decyduje projekt, ale również strefa przemarzania oraz poziom wód gruntowych. Ścisłe trzymanie się wytycznych pozwoli nam uniknąć sytuacji, w której doszłoby do zawilgocenia (i późniejszego zagrzybienia) fundamentów, pękania ścian lub spadku stabilności budowli i jego unoszenia podczas przymrozków.

O ile poziom wód gruntowych jest różny w zależności od indywidualnych cech terenu, o tyle głębokość przemarzania jest charakterystyczna dla danych rejonów w Polsce:

• Polska zachodnia: 0,80 m;
• Polska centralna i południowo-wschodnia: 1 m;
• Polska północno-wschodnia: 1,20 m – 1,40 m;
• góry południowo-zachodnie: 1 m;
• góry południowo-wschodnie: 1,20 m.

Fundamenty bezpośrednie powinny być wykopane poniżej strefy przemarzania, zwłaszcza jeśli grunt budowlany należy do wysadzinowych (a więc spoistych – gliniastych i ilastych), czyli zwiększających swoją objętość podczas sezonu zimowego na skutek zamarzającej wody.

Domy stojące na gruntach sypkich (piaszczystych, o wysokiej przepuszczalności) nie są narażone na zjawisko wypychania przez wysadziny mrozowe, dlatego ich fundamenty powinny być wykonane na głębokość co najmniej 50 cm od powierzchni.

Wykonanie wykopów pod fundamenty – usuwanie gruntu

Po zapoznaniu się z wytycznymi charakterystycznych punktów domu, które znajdziemy w planie sytuacyjno-wysokościowym, wykonuje się tzw. tyczenie budynku przez geodetę. Proces ten polega na stworzeniu obrysu konstrukcji na działce budowlanej za pomocą ław drutowych. Dzięki temu firma wykonująca wykopy może łatwo sprawdzić, czy prace są zgodne z projektem oraz kontrolować granice usuwanego gruntu.

Usuwanie gruntu dzieli się na:

• usunięcie warstwy humusu – warstwę ziemi roślinnej warto składować w innym miejscu, ponieważ jest ona niezwykle cenna ze względu na zawartą w niej ilość składników odżywczych, którą można wykorzystać po zakończeniu budowy do prac ogrodniczych;

• wykopy szerokoprzestrzenne – wykonywane są najczęściej w przypadku domów podpiwniczonych lub mało spoistych gruntów. Kąt nachylenia skarp w takim wykopie jest zależny od gruntu:
• skaliste: 90º
• gliniaste: 60º – 90º
• ilaste: 70º – 80º
• piaszczyste: 45º – 55º   
• roślinne: do 45º;

• wykopy wąskoprzestrzenne – jeśli dom nie będzie podpiwniczony, możemy zdecydować się jedynie na wykopy wąskoprzestrzenne, czyli pod tzw. ławy fundamentowe. Ich głębokość powinna być poniżej poziomu przemarzania, dzięki czemu unikniemy pękających ścian w przypadku ocieplenia;

• wykopy mieszane – wielu wykonawców zaleca wykopy mieszane, czyli wąsko- i szerokoprzestrzenne. Po wstępnym usunięciu ziemi z całej powierzchni, za pomocą łopat wykonuje się głębsze rowy do wykonania ław fundamentowych.

Zabezpieczanie wykopów i skarp

Podczas wykonywania wykopów pod fundamenty, zarówno wąsko- jak i szerokoprzestrzennych, niezwykle istotne jest ich zabezpieczenie wraz ze skarpami i nasypami.

W przypadku, gdy kąt nachylenia skarp jest większy od naturalnego, wykonuje się deskowanie, które ma za zadanie zabezpieczyć osoby pracujące oraz sam wykop przed osuwaniem się ziemi. Zlekceważenie tego etapu może być tragiczne w skutkach, dlatego należy zwracać szczególną uwagę na odpowiedzialność wykonawcy.

Warto pamiętać, że zabezpieczenia wykonuje się również w przypadku gruntów spoistych, czyli takich, które pozornie wydają się najbezpieczniejsze ze względu na swoją w miarę stabilną i zwięzłą strukturę. Czynność ta jest też istotna podczas pracy z podłożami sypkimi, ponieważ bez odpowiedniego deskowania, piaszczysta ziemia uniemożliwia sprawną pracę.

Rodzaje zabezpieczeń, które stosowane są podczas wykopów, zależą od specyfikacji prac oraz klasyfikacji gruntów:

• deskowanie – wykonywane jest w przypadku gruntów słabych lub bardziej zwięzłych w sytuacji utrzymywania przez dłuższy czas wykopów głębokich. Dla ziemi klasy III i IV stosuje się deskowanie ażurowe, zaś dla sypkich – deskowanie pełne;
• obudowy kotwione – stosowane w celu zabezpieczenia przed rozmyciem lub zawaleniem wykopów szerokoprzestrzennych. Niekiedy wykonuje się podparcie wewnętrzne, o ile nie przeszkadza w robotach ziemnych;
• deskowanie pionowe – wykorzystywane w przypadku gruntów piaszczystych, wilgotnych oraz podczas pracy z koparką wieloczerpakową;
• deskowanie pionowe rozpierane – znajduje zastosowanie podczas wykopów wąskoprzestrzennych;
• obudowy ze ścianek szczelnych zakładanych – stosowane przy wykopach związanych z uzbrojeniem terenu w instalację wodno-kanalizacyjną.

Zabezpieczenie miejsca wykopów

Oprócz wykonywania deskowania, konieczne jest również tymczasowe ogrodzenie terenu, wyposażenie w tablice ostrzegawcze, wyznaczenie miejsc zagrożenia w związku z używanym sprzętem. Należy przy tym pamiętać, że bariera musi być stabilna, aby nie stanowiła zagrożenia podczas silnych wiatrów. Nie może być wykonana z materiałów niebezpiecznych, np. drutu kolczastego lub z wykorzystaniem napięcia elektrycznego.

Firmy budowlane zajmujące się kopaniem fundamentów często posiadają własne ogrodzenie, które nie tylko wygląda estetycznie w zestawieniu z otaczającą teren przestrzenią, ale również zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa i wygody zarówno dla pracowników, jak i przechodniów.