Budowa domu od podstaw – rodzaje fundamentów

16 stycznia 20193 listopada 2020 ŁukaszBudowa i remont

Fundament jest najważniejszym elementem konstrukcyjnym budynku. Jest to podstawa, która ma za zadanie unieść ciężar całego domu poprzez przeniesienie obciążenia na grunt. Gwarantuje stabilność i wytrzymałość budowli, a także zapobiega pęknięciom oraz nierównomiernemu osiadaniu. O tym, jakie wyróżniamy rodzaje fundamentów, dowiemy się w poniższym artykule.

Słowniczek pojęć, czyli budowlane abecadło

Pojęcia z zakresu budownictwa są dość skomplikowane, dlatego zanim zaznajomimy się z rodzajami fundamentów oraz gatunkami gruntów, warto poznać znaczenie fachowej terminologii:

frakcja – uziarnienie, czyli wielkość poszczególnych ziaren, które wchodzą w skład gruntu;

skoria – rodzaj skały wulkanicznej charakteryzującej się wysoką porowatością i gąbczastą strukturą;

tuf – podobnie jak skoria, jest to rodzaj porowatej skały należący do wulkanicznych;

humus – 20-30 cm warstwa ziemi, która składa się ze szczątek roślin na różnych etapach rozkładu. Posiada zdolność magazynowania wody przez co nie nadaje się do zasypywania fundamentów;

wody gruntowe – wody podziemne, które znajdują się w głębszych warstwach ziemi. Oszacowanie głębokości na jakiej się znajdują, pozwoli nam dobrać odpowiedni rodzaj fundamentu lub zdecydować się na opaskę odwadniającą dookoła budynku, która odprowadza wody gruntowe od konstrukcji domu;

głębokość przemarzania gruntu – sezonowe zjawisko zamarzania wody w gruncie, w wyniku którego dochodzi do podnoszenia się podłoża. W Polsce wyróżniamy cztery strefy przemarzania wahające się od 80 do 140 cm;

osiadanie budynku – w wyniku obciążenia, warstwy gleby w podłożu ulegają sprasowaniu, przez co dochodzi do osiadania budynku i – wraz z upływem czasu – osiągnięcia stateczności. Przy prawidłowo wykonanym fundamencie jest to zjawisko równomierne, przez co zupełnie nieszkodliwe;

nośność gruntu – wytrzymałość gruntu na obciążenia. Brak informacji dotyczących nośności gruntu może skutkować złym wyborem fundamentu, nierównomiernym osiadaniem oraz postępującymi zniszczeniami konstrukcji budynku.

Charakterystyka gruntów

Wybór odpowiedniego fundamentu jest podstawą do zbudowania solidnego domu, dlatego zanim stworzymy projekt architektoniczny, musimy zapoznać się z rodzajem podłoża, na jakim chcemy postawić budynek.

Wyróżniamy cztery podstawowe grupy gruntów:

naturalne: drobnoziarniste (iły oraz pyły), gruboziarniste (piaski oraz żwiry) oraz bardzo gruboziarniste (kamienie i głazy);

wulkaniczne: np. głazy wulkaniczne, piasek wukaniczny, pumeks, skoria, tuf;

organiczne: zawierające substancje organiczne, a więc np. torf, humus, węgle;

nasypowe (antropogeniczne): stworzone przez człowieka, czyli w sposób kontrolowany lub będące wynikiem naturalnych procesów nasypowych.

Grunt pod budowę domu rzadko jest jednorodny. Z tego względu należy wykonać badania, które określą procentową zawartość odpowiednich frakcji oraz ich średnie uziarnienie.

Badania geotechniczne, czyli ocena warunków terenowych

Każdy grunt ma inną charakterystykę, dlatego każdorazowo określa się jego wytrzymałość na przenoszenie obciążeń. W zależności od przeważającego składu, podłoże może być bardziej lub mniej nośne, dlatego podczas prac projektowych wykonuje się badanie geotechniczne oraz (w razie potrzeby) geologiczno-inżynierskie. Pozwala to ocenić wilgotność, poziom wód gruntowych, głębokość przemarzania oraz dobrać odpowiedni rodzaj fundamentu, aby zminimalizować nierównomierne osiadanie i pracę budynku, przechylenia lub pękanie ścian.

Rodzaje fundamentów

Jeśli posiadamy szczegółową opinię geotechniczną, możemy przystąpić do projektowania domu. Fundament, jaki zastosujemy w przypadku naszej inwestycji, zależy od konstrukcji budynku (np. planowanego podpiwniczenia) oraz parametrów gruntu.

Fundament płytowy

Zaliczany jest do fundamentów bezpośrednich, czyli przekazujących obciążenie na grunt. Wykonuje się go w przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych lub na powierzchniach o niższej nośności, ponieważ ma zdolność rozłożenia obciążenia na całą powierzchnię fundamentu. Oznacza to, że nie dochodzi do sytuacji, w której ciężar opiera się punktowo, co mogłoby – w przypadku mniej wytrzymałych powierzchni – doprowadzić do pękania ścian lub ich przechyleniu.

Fundamenty płytowe są również usadowione płycej niż np. ławy fundamentowe, co wynika właśnie z równomiernego rozłożenia obciążenia oraz samego ciężaru mieszanki betonowej i zbrojenia. Jednak z uwagi na większe nakłady pracy, jest on droższy, co znacznie podnosi wartość całej inwestycji.

Fundament skrzyniowy

To konstrukcja otwarta lub zamknięta, wykorzystywana zazwyczaj w przypadku wysokich budynków, np. hoteli lub galerii handlowych. Jej budowa pozwala na zaadoptowanie powstałych pomieszczeń jako części technicznej, a więc kondygnacji podziemnej użytkowej. Skrzynia składa się z fundamentu płytowego, ścian (ewentualnie żeber) oraz pokrywy, czyli płyty górnej.

Ławy fundamentowe

Podobnie jak w przypadku fundamentów płytowych, zaliczamy je do fundamentów bezpośrednich, czyli przekazujących obciążenie na grunt. Wykonanie ław fundamentowych wciąż cieszy się dużą popularnością głównie ze względu na niski koszt inwestycji i prostotę.

Ławy, czyli grube pasy betonu z umieszczonymi wewnątrz prętami zbrojeniowymi, wylewa się poniżej strefy przemarzania, a następnie wykonuje podmurówkę, czyli ściany fundamentowe. Ciężar przekazywany jest przez ściany nośne, zaś dzięki możliwości regulowania szerokości ław i zastosowania zbrojenia poprzecznego, fundamenty tradycyjne nadają się również w przypadku mniej korzystnych i niejednorodnych parametrów glebowych.

Stopa fundamentowa

Stopa fundamentowa przenosi obciążenie z pojedynczych wąskich elementów konstrukcyjnych (np. słupy), jeśli ich miejsce przewidziane jest w innym miejscu niż ściany konstrukcyjne. Ze stóp fundamentowych wyprowadza się pręty zbrojeniowe w celu późniejszego połączenia np. z filarem, który będzie się na nich opierał.

Fundament schodkowy

Wykonywany jest w przypadku domów częściowo podpiwniczonych, przylegających do już istniejącego budynku lub budowanych na skarpach (np. w górach, terenach o nierównomiernych wzniesieniach). Ściany piwnicy w przypadku zastosowania tego rodzaju ław są głębiej osadzone w gruncie niż pozostała część domu, zaś część konstrukcji (w przekroju) przypomina schodki. Dobrze wykonany fundament, zachowanie kątów nachylenia, wysokości, uskoków oraz proporcji między wymiarami (w przypadku projektu, który odbiega od rzeczywistego ukształtowania terenu) zapewnia równomierne osiadanie i zapobiega pęknięciom.

Fundament pośredni (głęboki)

Jest budowany w przypadku bardziej skomplikowanych projektów (np. filary wiaduktów) lub słabej nośności gruntu jako alternatywa dla wymiany warstw gleby, cechujących się niestabilnością. W przypadku budownictwa jednorodzinnego jest to bardzo rzadko spotykane rozwiązanie, ponieważ wiąże się z wysokimi kosztami oraz zwiększonym nakładem pracy.

Fundament pośredni wykonuje się za pomocą żelbetowych pali, ścian szczelinowych albo studni (ich rola polega na przeniesieniu ciężaru na głębsze warstwy gleby), na których następnie wykonuje się fundament właściwy.

Wykonanie fundamentów pod dom wymaga dużej staranności oraz specjalistycznej wiedzy. Samodzielne wylewanie ław betonowych, choć znacznie obniża koszt inwestycji, może w przyszłości zaowocować pojawianiem się pęknięć na ścianie oraz nierównomiernego osiadania budynku, co w konsekwencji obniży wytrzymałość całej konstrukcji.