Fundament schodkowy, kiedy się stosuje

Można wyróżnić wiele rodzajów fundamentów, które się stosuje w zależności od stopnia skomplikowania warunków gruntowo-wodnych. Fundament schodkowy, jest to odmiana zwykłej ławy fundamentowej, najczęściej wykorzystywana kiedy chcemy wykonać częściowe podpiwniczenie lub kiedy mamy do czynienia z terenem o znacznym spadku.

Kiedy zastosować fundament schodkowy

Jeżeli chcemy wybudować dom z piwnicą znajdującą się tylko pod częścią budynku, możemy wtedy zaoszczędzić na materiałach budowlanych wykonując fundament schodkowy. Tego rodzaju fundament będzie znajdował się pod częścią domu, która jest niepodpiwniczona.

Z takich samych względów wykonuje się ławę schodkową kiedy działka jest nachylona, a kąt nachylenia terenu nie przekracza 30°. Nie ma bowiem konieczności wykonywania głębszego wykopu z jednej strony projektowanego budynku. Wiązałoby się to z koniecznością wykonania niepotrzebnie wysokich ścian fundamentowych.

Projektowanie ław schodkowych

Zbrojenie wykorzystywane do wykonania tego typu ławy niczym szczególnym się nie wyróżnia. Wewnątrz ławy znajduje się zbrojenie konstrukcyjne w postaci stalowych prętów zbrojeniowych o średnicy od 12 do 16 mm. Pamiętajmy że pręty powinny być odpowiednio zakotwione i ze sobą połączone.

Beton wykorzystywany do wykonania tego typu fundamentu to najczęściej klasa B15 lub B20. Miejmy na uwadze że fundamenty budynku są szczególnie narażone na szkodliwe działanie wód gruntowych ze szczególnym uwzględnieniem agresywnej wody mogącej powodować korozję. Dlatego nie powinno oszczędzać na klasie betonu do wykonania fundamentów.

Podczas projektowania fundamentów schodkowych należy pamiętać, aby kąt nachylenia ławy nie przekraczał kąta tarcia wewnętrznego gruntu. Jeżeli siła ścinająca, działająca na grunt w postaci obciążenia od budynku, przekroczy siłę tarcia między ziarnami gruntu, może to prowadzić do przemieszczenia całej konstrukcji budowlanej, do wiąże się nieuchronnie z uszkodzeniem budynku lub nawet katastrofą budowlaną.

Kolejną ważną kwestią pozostaje strefa przemarzania gruntu. Podczas projektowania fundamentów schodkowych należy pilnować, aby granica strefy przemarzania gruntu była powyżej podstawy fundamentu, na całej jego długości.

Wyznaczanie parametrów geotechnicznych gruntu

Wspomniany wyżej kąt tarcia wewnętrznego uzyskuje się poprzez wykonanie badań aparatem trójosiowego ściskania lub z odpowiedniej normy. Oczywiście, aby móc ustalić tego typu parametry z normy, należy najpierw zidentyfikować rodzaju gruntu z jakim mamy do czynienia.

Badania geotechniczne są potrzebne do określenia nie tylko rodzaju oraz parametrów mechanicznych gruntu, ale także stopnia skomplikowania warunków gruntowych. Podstawowe badania geotechniczne to przede wszystkim odwierty wykonywane najczęściej mechanicznymi wiertnicami wrzecionowymi.

Wiercenia pozwalają na rozpoznanie rodzaju gruntów obecnych w podłożu oraz pobór próbek do dodatkowych badań laboratoryjnych. Niektóre cechy fizyczne gruntów mogą być rozpoznane już w terenie, najczęściej za pomocą sondy statycznej lub dynamicznej.

Tego typu badania wykonywane in situ, pozwalają bardzo precyzyjnie określić parametry gruntu. Przez wielu geologów są bardziej cenione niż badania laboratoryjne. Wynika to z tego że pobór próbek gruntu do dalszych badań wcale nie jest taki prosty. Struktura próbki gruntu w mniejszym lub większym stopniu zawsze ulegnie uszkodzeniu podczas jej pobierania.

Strefa przemarzania gruntu a fundament schodkowy

W naszej strefie klimatycznej, często mamy do czynienia z mroźną pogodą podczas okresu zimowego. Mróz wraz z płytko występującymi wodami gruntowymi może prowadzić do powstawania tzw. wysadzin mrozowych. Czyli zjawiska zwiększenia objętości gruntu na skutek nadmiernego gromadzenia się wody w porach gruntowych. Co to ma wspólnego z mrozem?

Pierwotnie zakładano, że zwiększenie się objętości gruntu podczas mrozu jest związane tylko i wyłącznie z tworzeniem się kryształków lodu w gruncie. W dzisiejszych czasach wiadomo jednak, że jest to bardziej spowodowane działaniem sił molekularnych między cząsteczkami lodu a wody. Kryształki lodu tworzące się w wyższych partiach gruntu powodują ruch wód gruntowych z dołu do góry, czyli tzw. podciąganie kapilarne.

Tak czy siak wysadziny mrozowe są zjawiskiem niebezpiecznym dla wszelkiego rodzaju konstrukcji budowlanych. Jeżeli mróz będzie miał możliwość wejść pod fundamenty, grunt znajdujący się bezpośrednio pod budynkiem może zwiększyć swoją objętość. Cała konstrukcja budynku zaczyna “pracować”, unosząc się podczas zimy, a następnie opadając podczas roztopów wiosennych.

Praktycznie zawsze prowadzi to do uszkodzenia budynku, łącznie z fundamentami. Dlatego, podczas projektowania fundamentów schodkowych czy jakichkolwiek innych fundamentów bezpośrednich, zawsze uwzględnia się granicę strefy przemarzania gruntu występującą na danym obszarze. Jest to profilaktyka stosowana nawet w przypadku gruntów, które nie są powszechnie uważane za wysadzinowe.