Fundamenty domów jednorodzinnych - e

budownictwo
O
d dokładności wykonania fundamentów zależy trwałość
i bezpieczeństwo konstrukcji
Aleksandra Rus
domu.
44
— murowanie ścian fundamentowych z bloczków
betonowych
— murowanie ścian piwnicznych
KREATOR – PROJEKTY Domy Wnętrza • 1/2005 styczeń–luty
fot.ATLAS
Na konstrukcję
budynku działa szereg
obciążeń: stałych,
takich jak ciężar własny
budynku i wszystkiego
co się w nim znajduje
oraz zmiennych – ciężar
śniegu, oddziaływanie
wiatru. Za pośrednictwem fundamentów
wszystkie te obciążenia
przenoszone są na
grunt. Aby konstrukcja
budynku była trwała
należy wykonać pewną
podstawę ze zbrojonych
ław fundamentowych,
która zapobiegnie nadmiernemu osiadaniu
budowli i nierównomiernemu osiadaniu
gruntu. Warto pamiętać
o tym, że budynek
może być narażony
na nierównomierne
osiadanie i pękanie
ścian w przypadku,
gdy podpiwniczymy go
tylko w pewnej części.
Głębokość posadowienia
fundamentów w gruncie
Jest to odległość między górną powierzchnią terenu a spodem ławy fundamentowej. Wartość tą wyznaczamy analizując następujące czynniki: głębokość
przemarzania gruntu, rodzaj gruntu,
poziom występowania gruntów nośnych,
poziom wód gruntowych i występowanie wód zaskórnych, podpiwniczenie,
położenie fundamentów budynków sąsiednich.
Głębokość posadowienia zależy
w głównej mierze od tego, czy budynek
ma być podpiwniczony czy nie. Domy
nie posiadające piwnic posadawia się
zwykle poniżej głębokości przemarzania
gruntu, inaczej budynek narażony będzie
na uszkodzenia spowodowane przemieszczaniem się gruntów. W Polsce wyodrębniono cztery strefy klimatyczne,
w których określono minimalną głębokość posadowienia. W części środkowozachodniej głębokość przemarzania wynosi 0,8 m, w części środkowej i wschodniej – 1 m, na południu w okolicach
Nowego Sącza i Przemyśla oraz w rejonie Białegostoku i Kielc – 1,2 m, w najzimniejszym obszarze Polski koło Suwałk
– 1,4 m.
Zgodnie z przepisami budynek należy posadowić poniżej głębokości przemarzania w przypadku gruntów spoistych,
tzw. wysadzinowych, jakimi są pyły, gliny i iły. Grunty te pod wpływem mrozu
zwiększają swoją objętość w wyniku zamarzania cząsteczek wody i mogą podnieść się z dużą siłą, powodując przesunięcia fundamentów i murów piwnic.
Jeszcze bardziej niebezpieczne jest rozmarzanie gruntów na wiosnę. Postępuje
ono nierównomiernie, gdyż od południowej strony grunt rozmarza szybciej. Na
skutek nierównomiernego osiadania budynek może pękać.
jednorodzinnych
W przypadku gruntów przepuszczalnych, do których należą czyste piaski,
żwiry i pospółki, nie powstaje zjawisko
wysadzania gruntu pod wpływem zamarzania. Wówczas fundamenty domu
mogą być posadowione na głębokości
50 cm. Warto rozważyć możliwość
przeprowadzenia badań geotechnicznych zanim podejmie się decyzję co do
głębokości posadowienia. Geotechnik
wykonując nawierty oszacuje poziom
występowania gruntów nośnych, zbada
poziom wód gruntowych i poda niezbędne dane charakteryzujące grunty.
Badanie takie pomoże nam w najkorzystniejszym pod względem rodzajów
gruntów usytuowaniu budynku na
działce, będziemy mieli pewność, że
dom zostanie dobrze posadowiony.
Decydując się na dom z piwnicą powstaje problem głębszych wykopów
i ryzyko zalania wykopu przez wodę
opadową. Aby prawidłowo położyć izolację przeciwwodną należy wcześniej
osuszyć wykop. Fundamenty domu
z piwnicą opiera się na głębokości około 2,5–2,8 m pod poziomem terenu (powinny być zagłębione 30 cm poniżej
poziomu posadzki piwnicy). Wykonanie płytszego wykopu wiąże się z koniecznością wyniesienia piwnicy zbyt
wysoko ponad poziom terenu, co niekorzystnie wpływa na wygląd i proporcje elewacji. Z robót ziemnych przy budowie piwnic zostaje większa ilość ziemi do wywiezienia.
Dużą rolę odgrywa poziom wód gruntowych na działce. Korzystnie jest wykonywać fundamenty powyżej poziomu
wód, najlepiej, aby od tego poziomu do
spodu ławy dzielił nas przynajmniej
1 metr.
Wykonywanie fundamentów
poniżej poziomu wody gruntowej
Jeśli warunki zmuszają nas do usytuowania ławy poniżej poziomu wód gruntowych, wykopy należy zabezpieczyć przed
zalaniem oraz wykonać izolację przeciwwodną typu ciężkiego i drenaż, co wiąże
się ze zwiększeniem kosztów budowy.
W sytuacji, gdy budynek usytuowany
jest na pochyłości, ściany i podłoga
w piwnicy narażone są na działanie wód
pod ciśnieniem, ulegających spiętrzeniu.
Wody gruntowe są szczególnie niebezpieczne w gruntach spoistych. Kiedy lustro wody znajduje się powyżej poziomu
podłogi siły wyporu wody mogą zniszczyć izolację posadzki. Aby temu zapobiec wykonuje się płytę dociążającą zakotwioną w ścianach.
Przy dużym naporze wody gruntowej
należy wykonać ciężką izolację przeciwwodną, tzw. szczelną wannę, której ściany powinny sięgać minimum 30 cm ponad przewidywany najwyższy poziom
wody gruntowej. Aby zapobiec tworzeniu się zastoin i piętrzenia się wody zaleca się wykonanie wokół fundamentów
instalacji drenażowej. Wskazane jest, aby
wody były możliwie szybko odprowadzane z sąsiedztwa budynku. Instalacja drenażowa biegnie nieprzerwanie wokół ław
fundamentowych. Rury drenarskie układa się ze spadkiem 20 cm poniżej górnego poziomu ławy i poziomej izolacji
wodoszczelnej piwnic i zasypuje żwirem.
Przy dużym napływie wody instalację
opaskową uzupełnia się drenażem powierzchniowym.
Posadowienie ławy fundamentowej na gruncie
Prace przy fundamentach rozpoczyna się
od usunięcia wierzchniej warstwy gruntu grubości kilkudziesięciu centymetrów,
zwanej ziemią roślinną lub humusem.
Ziemia ta zawiera m.in. zarodniki grzybów pleśniowych, które nie usunięte,
mogą rozwinąć się w wybudowanym
domu. Ziemię tę można wykorzystać np.
jako wierzchnią warstwę w ogrodzie.
Fundament posadawia się na nienaruszonym gruncie rodzimym o dobrej nośności (wytrzymałości), ewentualnie na warstwie ubitego suchego piasku lub czystego gruzu budowlanego.
Ławy fundamentowe
projektuje się pod
wszystkimi ścianami
konstrukcyjnymi
ława betonowa
rys. Autor
Fundamenty domów
ława żelbetowa
1/2005 styczeń–luty • KREATOR – PROJEKTY Domy Wnętrza
45
46
Ława fundamentowa pod murkiem —
zabezpieczającym przed parciem gruntu skarpy
(im wyższa klasa betonu, tym większa
liczba w jego symbolu i tym samym
większa wytrzymałość). Do zbrojenia
betonu nie powinno się używać prętów
zardzewiałych, zatłuszczonych ani malowanych farbą, ponieważ tracą przyczepność.
Sposób wykonania ławy
fundamentowej
Zaleca się wykonać wykopy szersze niż
wymiary ław i na ich dnie ułożyć warstwę podkładową z tzw. chudego betonu, czyli mieszanki betonowej o niższej
wytrzymałości, np. klasy B-7,5, grubości 5-10 cm. Stanowi ona wyrównane
podłoże dla deskowania i przede wszystkim dla podstawy fundamentu. Na związanym chudym betonie układa się deskowanie i pręty zbrojeniowe na podkładkach dystansowych, najpierw zbrojenie
poprzeczne, następnie podłużne. Jeśli
zrezygnujemy z warstwy chudego betonu, to na styku z gruntem beton będzie
miał małą wytrzymałość i małą odporność na zamarzanie.
Drugim, nie polecanym sposobem
wykonywania ław, jest betonowanie bezpośrednio w gruncie (bez układania szalunku). W tym przypadku wykonuje się
wykop zbliżony do szerokości ławy, układa się w nim zbrojenie i wypełnia betonem. Ten sposób nadaje się bardziej
w przypadku gruntów gliniastych, ale
i tak nie można uniknąć podczas betonowania mieszania się gruntu ze ścian
wykopu z betonem. Poza tym jest to roz-
KREATOR – PROJEKTY Domy Wnętrza • 1/2005 styczeń–luty
wiązanie mniej ekonomiczne z uwagi na
większe zużycie mieszanki betonowej.
Ściany fundamentowe
Ściany fundamentowe są elementem
konstrukcji opierającym się na fundamencie. W przypadku domu z piwnicą
są one jednocześnie ścianami piwnicy.
Zazwyczaj wystają 30-50 cm powyżej
terenu (do poziomu konstrukcji podłogi
parteru), ich grubość wynosi od 25 do
45 cm.
Najstarszymi materiałami stosowanymi na ściany fundamentowe są cegła
i kamień, podziemne części budynku zaleca się wykonywać z betonu w deskowaniach lub z bloczków czy pustaków.
Ostatnio bardzo popularne są te ostatnie materiały, które stanowią alternatywę dla betonu (zmniejszają się koszty
deskowania). Ścianę fundamentową
z bloczków z betonu B-15 cechuje duża
wytrzymałość na ściskanie oraz niewielka nasiąkliwość. Miejsca, w których nie
zmieści się cały bloczek, wypełnia się cegłami betonowymi. Minusem jest duży
ciężar poszczególnych elementów – około 30 kg. Bloczki muruje się zazwyczaj
na pełne spoiny, stosując wiązanie pospolite. Zgodnie z obowiązującą normą
dopuszcza się do stosowania na ściany
fundamentowe materiały porowate lub
z pustkami powietrznymi (do niedawna
można je było używać od wysokości
50 cm nad poziomem terenu). Jeżeli planujemy zastosować pustaki betonowe,
ceramiczne czy beton komórkowy, mu-
simy pamiętać o wykonaniu szczelnej
izolacji przeciwwilgociowej przez fachowca polecanego przez producenta, co
znacznie podroży koszty budowy.
Do murowania podziemnych części
domu odpowiednia jest cegła pełna ceramiczna wysokiej jakości (klas 10, 15,
20). Obecnie jednak częściej używa się
większych bloczków betonowych, gdyż
szybciej się je układa. Ściany z cegieł
wznosi się z zastosowaniem zasady wiązania pospolitego. W kolejnych warstwach spoiny powinny być przesunięte przynajmniej o 1/4 cegły. Aby ściana miała odpowiednią wytrzymałość należy pilnować prawidłowej grubości
spoin. Ściany fundamentowe z kamienia naturalnego powinni wykonywać
doświadczeni murarze, gdyż powiązanie
nieregularnych kamieni nie jest łatwe.
Do wznoszenia takich ścian nadają się
kamienie pochodzenia wulkanicznego,
dolomity, twarde piaskowce i wapienie.
Przed użyciem kamień należy zmoczyć,
aby nie odciągał wody z zaprawy. Kamienie należy murować tak, by uzyskać
układ zbliżony do wiązania pospolitego. Do murowania ścian fundamentowych używa się zaprawy cementowe
i cementowo-wapienne. Zaprawy cementowe są wytrzymalsze, a cementowo-wapienne zawierają więcej wapna
poprawiającego urabialność.
Ściany piwnic, przy których występuje
poziome parcie gruntu lub wody, należy
szczególnie wzmocnić. Koniecznością
może okazać się usztywnienie murowanej
ściany żelbetowymi słupami, ewentualnie
wykonanie całej ściany z żelbetu. Także
w takich przypadkach można zastosować
pustaki, wewnątrz których umieszcza się
zbrojenie i wypełnia betonem.
Dlaczego konieczna jest izolacja
przeciwwilgociowa?
Niezależnie od tego, czy dom ma piwnicę czy nie, należy go bezwzględnie izolować przed wilgocią, gdyż usuwanie
skutków zawilgocenia i wykonanie izolacji w domu już wybudowanym jest bardzo skomplikowane i kosztowne. Nie
warto oszczędzać na materiałach izolacyjnych, bo w przyszłości może to mieć
fatalne skutki. Fundamenty i ściany fundamentowe stykając się z gruntem są
nieustannie narażone na niszczące działanie wody i agresywnych związków chemicznych. Wilgoć ma działanie destrukcyjne, rozpuszcza niektóre składniki materiałów budowlanych, ma właściwości
korodujące, osłabia izolację cieplną. Ponadto jest dobrym środowiskiem do rozwoju grzybów i pleśni, których obecność
wywołuje szereg chorób u osób mieszkających w budynku. Szkody powodowane przez wilgoć widoczne na zewnątrz
są efektem krystalizacji soli mineralnych
w porach materiału budowlanego, które
rozsadzają ciasne przestrzenie.
Rodzaje izolacji
przeciwwilgociowych
W zależności od płaszczyzny, w jakiej się
ją kładzie, rozróżniamy izolację poziomą
i pionową. Izolacja pozioma zapobiega
kapilarnemu podciąganiu wody przez
ściany, a izolacja pionowa – naporowi
wody na pionowe płaszczyzny budowli
i przedostawaniu się wilgoci do wnętrza.
Obie izolacje muszą być ze sobą szczelnie połączone. Pionowa izolacja powinna być wyprowadzona na cokół budynku na wysokość 30-50 cm nad poziomem
terenu. Izolacja pozioma powinna obejmować całą szerokość ściany.
Podział materiałów hydroizolacyjnych:
– rolowe (izolacje pionowe i poziome): papy asfaltowe, smołowe, folie,
membrany kubełkowe;
Z pap wykonujemy pionowe izolacje
przeciwwilgociowe i przeciwwodne oraz
poziome izolacje przeciwwilgociowe fundamentów. Główną cechą pap jest ich
wodoszczelność, którą zapewnia modyfikowany chemicznie asfalt. W pionowej
izolacji przeciwwilgociowej do fundamentów przymocowuje się dwie warstwy
papy albo jedną, osłoniętą membraną
Wzmocnienie ściany fundamentowej żelbetowymi
rdzeniami — zabezpieczające przed parciem gruntu
skarpy
rys. Autor
Z czego wykonuje się
fundamenty?
Przy budowie domów jednorodzinnych
stosuje się ławy, stopy i płyty fundamentowe betonowe (wylewane i prefabrykowane) oraz żelbetowe (z betonu zbrojonego). Nie zaleca się wykonywania fundamentów z kamienia, cegieł i drewna.
Ławy fundamentowe wykonuje się pod
wszystkimi ścianami konstrukcyjnymi,
stopy fundamentowe – pod słupami czy
kominami. Można je wykonywać w deskowaniu (tzw. szalunku) lub bezpośrednio w gruncie. Mieszanką betonową wypełnia się szalunek z desek drewnianych
lub sklejki. Fundament może być także
wykonywany w szalunku systemowym.
Ławy fundamentowe mają zazwyczaj
wysokość 30-40 cm, szerokość dostosowaną do wielkości obciążenia, nośności
gruntu i grubości ściany fundamentowej.
Aby zwiększyć wytrzymałość na zginanie ławy betonowe zbroi się podłużnie
górą i dołem, a pod budynkami o dużym
obciążeniu, mającymi stanąć na słabym
gruncie, stosuje się ławy żelbetowe z dodatkowym zbrojeniem poprzecznym
w dole ławy.
W trudnych warunkach gruntowych
(głęboko umiejscowiony grunt nośny,
mała wytrzymałość gruntu, wysoki poziom wody gruntowej) stosuje się płytę
fundamentową (na warstwie chudego
betonu), fundament skrzyniowy oraz
posadowienie na palach lub studniach.
Fundamenty wykonuje się z betonu klasy minimum B-15. Jeśli musimy spełnić
większe wymogi wytrzymałościowe –
stosujemy zbrojenie ze stalowych prętów,
gładkich lub żebrowanych. Grubość otuliny z betonu chroniącej pręty przed korozją i ogniem nie może być mniejsza niż
średnica pręta. Zbrojenie stosuje się po
to, aby zmniejszyć przekroje elementów.
Parametry prętów zbrojeniowych, na
podstawie obliczeń i norm, dobiera konstruktor indywidualnie do każdego projektu domu. Bez porozumienia z konstruktorem lub inspektorem nadzoru nie
można używać prętów innych niż przewidzianych w projekcie (nie można prętów żebrowanych zamieniać gładkimi).
Nie można również stosować betonu
o niższej klasie niż podana w projekcie
rys. Autor
budownictwo
1/2005 styczeń–luty • KREATOR – PROJEKTY Domy Wnętrza
47
budownictwo
fot. FOLIAREX
i ścian fundamentowych
ne są również na izolacje poziome – na
ławach fundamentowych oraz pomiędzy
zagłębioną w ziemi ścianą fundamentową a ścianą parteru. Jeżeli wokół domu
ma być położona instalacja drenażowa do
pionowej izolacji ścian fundamentów,
najlepiej zastosować folię tłoczoną.
Z uwagi na dużą wytrzymałość folii tłoczonych, izoluje się nimi płyty fundamentowe od spodu. Pasy folii układa się
z pięciocentymetrowymi zakładami,
Izolacja termiczna i przeciwwilgociowa
rys. Autor
ścian fundamentowych
przymocowuje się je na lepik lub klej,
brzegi folii można zgrzewać. Występują
również folie samoprzylepne, które po
nałożeniu należy wygładzić wałkiem.
Pod folie z warstwą bitumiczną (o właściwościach klejąco-uszczelniających)
wymaga się naniesienia gruntującego
podkładu bitumicznego. Folie hydroizolacyjne są najmocniejsze spośród stosowanych przy budowie domu, nie mogą
przepuszczać wilgoci ani wody pod dużym ciśnieniem.
Membrany kubełkowe (z wpustami)
produkowane są z twardego polietylenu.
Wykonuje się z nich pionowe izolacje
fundamentów, zabezpieczające izolację
z folii płaskiej lub papy przed uszkodzeniem mechanicznym. Nie pełnią one
funkcji hydroizolacyjnej, lecz chronią
właściwą izolację. Ułożone przy ścianie,
dzięki wpustom, tworzą pustkę powietrzną, którą odparowuje wilgoć.
Membrany mocuje się do ścian za pomocą plastikowych kołków rozporowych
lub gwoździ. Brzegi pasów mocuje się ze
sobą na zatrzask lub na taśmę dwustronną.
– powłokowe (izolacje pionowe
przeciwwilgociowe, rzadziej przeciwwodne): bitumiczne i mineralne
masy (roztwory, emulsje i lepiki
asfaltowe, masy modyfikowane,
wodoszczelne zaprawy mineralne);
Są wygodniejsze w użyciu od pap, folii i membran, z łatwością można nimi
pokryć nieregularną powierzchnię.
Tworzą szczelne, bezspoinowe powłoki.
Przed nałożeniem masy należy wyrównać chłonność podłoża stosując środki
gruntujące (pod masy mineralne nie wymaga się stosowania takich preparatów).
Podłoże powinno być w miarę równe
i dokładnie oczyszczone. Szczeliny
i ubytki należy wypełnić wodoszczelną
masą szpachlową. Masy bitumiczne rozprowadza się za pomocą sztywnego pędzla lub szczotki dekarskiej, a masy mineralne najwygodniej jest nanosić pacą tynkarską. Masy asfaltowe zawierające rozpuszczalniki nie mogą stykać się ze
styropianem, ponieważ powodują jego
stopniowe zanikanie.
Izolacja przeciwwilgociowa domu
bez piwnic
W domach bez piwnic wykonuje się izolację pionową ścian fundamentowych do
głębokości przemarzania gruntu i łączy się
ją z izolacją poziomą ścian oraz izolacją
podłogi na gruncie. Powinna ona sięgać
od ławy fundamentowej do poziomu
30-50 cm nad terenem. Poziomą warstwę
izolacji wykonuje się na ławie fundamentowej w celu zabezpieczenia położonej
nad nią ściany fundamentowej przed podciąganiem wilgoci do góry. Jeśli teren jest
nachylony w stronę budynku, w poziomie
ław fundamentowych zaleca się wykonanie drenażu opaskowego. Izolację poziomą
wykonuje się zazwyczaj z folii lub dwóch
warstw papy na lepiku.
Fundament obsypuje się warstwami
gruntem mineralnym, ubijając po kolei
każdą warstwę.
Izolacja przeciwwilgociowa domu
z piwnicami
W budynkach podpiwniczonych, gdy
spód fundamentu znajduje się powyżej
wody gruntowej, izolację wykonuje się
podobnie jak w budynkach bez piwnic,
48
KREATOR – PROJEKTY Domy Wnętrza • 1/2005 styczeń–luty
i przeciwwilgociowa ściany
fundamentowej garażu
z tą jednak różnicą, że należy założyć
dwie izolacje poziome: jedną na ławach
fundamentowych, drugą na wysokości
30-50 cm nad terenem, ale poniżej stropu nad piwnicą. Jeżeli strop piwnicy
znajduje się pod powierzchnią terenu,
dodatkowo zakłada się izolację 30 cm
nad poziomem terenu.
W przypadku ciężkich warunków
gruntowo-wodnych polecany jest beton
o właściwościach wodoszczelnych. Nie
jest on tani, ale nie wymaga dodatkowej
hydroizolacji. Można z niego wykonać
płytę fundamentową i ściany piwnic.
Elementy połączone taśmą z blachy cynkowej tworzą szczelną wannę.
Termoizolacja ścian
fundamentowych
Polskie normy nie wymagają ocieplenia
ścian piwnicy, jednak warto to zrobić,
bo w pomieszczeniach piwnicznych występuje duża wilgotność powietrza. Gdy
ocieplamy ściany zagłębione w gruncie,
zaleca się używanie materiałów odpornych na działanie wilgoci. Są to: hydrofobizowana wełna mineralna czy płyty
z polistyrenu ekstrudowanego (ma on
mniejszą nasiąkliwość niż styropian
i może stanowić jednocześnie izolację
przeciwwilgociową). Jeśli decydujemy
się na styropian to polecane są odmiany FS15 lub FS20 (jednostronnie okle-
jone papą). Ściany piwnic okłada się od
zewnątrz płytami grubości 5-6 cm na
całej wysokości. W domu bez piwnic
izolację cieplną na fundamencie zakłada się na głębokość przynajmniej 1 m
poniżej poziomu terenu. Ocieplenie powinno łączyć się w sposób nieprzerwany z ociepleniem ścian zewnętrznych
domu.
Styropian należy przyklejać do fundamentu masami nie zawierającymi rozpuszczalników, specjalnie do tego przystosowanymi zaprawami klejącymi lub
lepikiem na gorąco (nie można stosować
lepików na zimno).
arch. Aleksandra Rus
Wykonywanie z keramzytu warstwy drenażowej
i ocieplającej piwnicę
fot. OPTIROC
folia Izoplast do fundamentów
kubełkową, a przy izolacji poziomej –
dwie warstwy. Papę przykleja się do ścian
lepikiem asfaltowym, klejem lub emulsją
bitumiczną. Produkowane są również
papy termozgrzewalne. Do wykonywania izolacji przeciwwodnych fundamentów i ścian piwnicznych używa się grubych i mocnych pap izolacyjnych.
Z folii wykonuje się pionowe izolacje
przeciwwilgociowe i przeciwwodne fundamentów oraz ścian piwnic. Stosowa-
Izolacja termiczna
rys. Autor
Izolacja przeciwwilgociowa —
1/2005 styczeń–luty • KREATOR – PROJEKTY Domy Wnętrza
49