Wysoki poziom wody gruntowej a fundamenty

Woda gruntowa potrafi być prawdziwym utrapieniem podczas wykonywania robót ziemnych pod fundamenty lub w trakcie użytkowania domu. Źle dobrane fundamenty mogą być przyczyną podciągania kapilarnego wody i zawilgocenia ścian. Jeżeli na działce mamy wysoki poziom wody gruntowej, będzie to na pewno jeden z głównych czynników decydujących o tym jakiego rodzaju fundamenty zastosować.

Wysoki poziom zwierciadła wód gruntowych, jaki fundament

Płytko występująca woda gruntowa utrudnia nam wykonywanie robót ziemnych w tym fundamentowania. Dlatego jeżeli to możliwe należy budować w taki sposób, aby nie musieć prowadzić żadnych prac poniżej poziomu zwierciadła wód gruntowych.

Z reguły, w przypadku budowy domów jednorodzinnych, korzystamy z dwóch rodzajów fundamentów bezpośrednich. W Polsce najczęściej buduje się domy jednorodzinne na fundamentach tradycyjnych w postaci ław fundamentowych lub na płycie fundamentowej. 

Ławy fundamentowe

Jednym z mankamentów ław fundamentowych jest konieczność posadowienia ich na odpowiedniej głębokości, aby uniemożliwić powstawanie wysadzin mrozowych pod budynkiem w trakcie zimy. Podczas długotrwałych mrozów, woda w gruncie zaczyna zamarzać zamieniając się w kryształki lodu. Dodatkowo dochodzi do podciągania kapilarnego wód gruntowych, na skutek tego procesu grunt podczas mrozów zwiększa swoją objętość.

Zjawisko to jest niebezpieczne dla budynków jeżeli nie będą odpowiednio zabezpieczone i mróz będzie miał możliwość dostać się pod fundamenty. Z tego względu, ławy muszą znajdować się na odpowiedniej głębokości, czyli poniżej granicy strefy przemarzania gruntu. Granica strefy przemarzania gruntu jest różna dla różnych obszarów Polski i wynosi od 0,8 do 1,4 m p.p.t..

Jeżeli zdecydujemy się na wybór ław fundamentowych jako fundament pod dom, będzie to związane z koniecznością posadowienia budynku na odpowiedniej głębokości. W sytuacji kiedy mamy płytko występujące zwierciadło wód gruntowych, może to być problematyczne.

Płyta fundamentowa

W sytuacji kiedy mamy płytko zwierciadło wód gruntowych świetnie sprawdzi się płyta fundamentowa zamiast ław. Płyta fundamentowa jest to nowa technologia fundamentowania, która została stworzona właśnie po to, aby móc budować w przypadku trudniejszych warunków gruntowo-wodnych.

Mówiąc tutaj o trudniejszych warunkach, chodzi głównie o występowanie w podłożu gruntów niebudowlanych, gruntów charakteryzujących się małą nośnością lub płytki poziom zwierciadła wód gruntowych. Płyta fundamentowa w praktyce jest to żelbetowa płyta, której grubość pod dom jednorodzinny wynosi z reguły od 15 do 30 cm. Fundament ten zwykle sięga do ok. 30 cm głębokości pod powierzchnią terenu, a więc bardzo płytko.

Dlatego w przypadku płytko występującej wody gruntowej, tego typu fundament może być najlepszym rozwiązaniem. Obecnie panuje pewnego rodzaju trend na płyty fundamentowe. Pomimo tego, że płyta fundamentowa została skonstruowana, aby umożliwić budowanie w trudniejszych warunkach, to często jest wybierana nawet w sytuacji kiedy warunki gruntowe są proste.

Wynika to ze specyfiki tego rodzaju fundamentu która wiąże się z wieloma zaletami w porównaniu do fundamentów tradycyjnych. Jeżeli zdecydujemy się na tego typu fundament to będziemy mieli od razu dobrze odizolowaną od gruntu podłogę w domu. Płytę fundamentową jest dużo łatwiej zaizolować i ocieplić niż fundamenty tradycyjne.

Ponadto, ze względu na płytki poziom posadowienia płyty fundamentowej, w większości przypadków, woda gruntowa nie będzie miała kontaktu z samą płytą, jedynie woda opadowa. A co za tym idzie za pomocą tego rodzaju fundamentu, zmniejszamy do minimum możliwość zawilgocenia ścian w domu na skutek złej izolacji czy podciągania kapilarnego wody gruntowej przez fundamenty.

Budowa na płycie fundamentowej pomaga ustabilizować całą konstrukcję budynku. Naprężenia, które mogą powstać w wyniku niewielkich różnic nośności podłoża znajdującego się pod budynkiem, są dużo skuteczniej przyjmowane i neutralizowane przez płytę fundamentową, niż ławy fundamentowe. Konstrukcja płyty, sprawia że tego rodzaju fundament jest dużo sztywniejszy i wytrzymalszy.

Niestety budowa domu na płycie fundamentowej wiąże się przeważnie ze zwiększeniem kosztów budowy. Fundament w postaci płyty fundamentowej potrafi być droższy od ław fundamentowych nawet o 30 tyś. zł. Z tego też względu wiele osób decyduje się na fundamenty tradycyjne.

Wysoki poziom wody gruntowej a wykonywanie prac ziemnych

Jeżeli mamy wysoki poziom wody gruntowej i nie ma możliwości na posadowienie budynku, bez wykonywania prac ziemnych poniżej zwierciadła wód gruntowych, to należy rozumieć z czym to się wiąże. Wykonywanie prac ziemnych poniżej zwierciadła wody gruntowej, bez wcześniejszego usunięcia jej z wykopu w praktyce nie ma sensu.

Tego typu działania spowodowałyby osłabienie gruntu, poprzez jego rozluźnienie lub upłynnienie. Oczywiście ma, to niekorzystny wpływ na nośność podłoża gruntowego i jego użyteczność dla celów budowlanych. Dlatego jeżeli nie ma możliwości, aby prace ziemne odbyły się powyżej zwierciadła wody, należy przed ich rozpoczęciem obniżyć zwierciadło wód gruntowych poniżej dna projektowanego wykopu.

Zwierciadło wody powinno być obniżone co najmniej o 0,5 m poniżej dna wykopu. Ten “zapas” głębokości jest działaniem profilaktycznym, mającym na celu zapobiec podniesieniu się zwierciadła wody na tyle, aby woda dostała się do wykopu np. podczas ulewnych deszczy. Jeżeli zwierciadło wód gruntowych będzie zbyt płytko od dna wykopu, to nawet niewielkie opady atmosferyczne mogą zdezorganizować wykonywania robót ziemnych.

Co jeżeli już mamy wodę w wykopie

Jeżeli dojdzie do sytuacji kiedy woda dostanie się do wykopu, należy wiedzieć co zrobić w takiej sytuacji. Niestety większość osób stara się usunąć wodę w najprostszy możliwy sposób, czyli ją wypompować. Jest to błąd dlatego, że najczęstszym skutkiem takiego wypompowywania jest nadmierne rozluźnienie gruntu na dnie wykopu lub wręcz jego upłynnienie.

Tego typu sytuacje, zdarzają się od czasu do czasu na budowach i wynikają one z tego, że ciśnienie generowane przez przepływającą w gruncie wodę na skutek pompowania, zostaje skierowane z dołu do góry. Woda w ten sposób przepływająca przez grunt powoduje wymywanie jego cząsteczek, naruszając strukturę gruntu. Powoduje to rozluźnienie gruntu lub jego upłynnienie.

Nie zawsze to zjawisko ma miejsce. Są pewne wyjątkowe sytuacje, kiedy pod dnem wykopu mamy grunty o większej frakcji np. żwiry lub piaski gruboziarniste. Ciężkość ziarn takiego gruntu i mała ilość mniejszych cząsteczek sprawia, że ciśnienie przepływającej wody, wywołane pompowaniem jest zbyt małe aby taki grunt naruszyć.

Dlatego, jeżeli mamy wodę w wykopie, a wiemy z badań geotechnicznych, że spąg warstwy wodonośnej zalega nieznacznie głębiej niż dno wykopu, trzeba odciąć dopływ wody. Robi się to za pomocą ścianek szczelnych. Następnie, po odcięciu dopływu wody, można ją wypompować z wykopu, wtedy pompowanie ma praktyczny sens.

Obniżanie wysokiego poziomu wody gruntowej za pomocą igłofiltrów lub studni depresyjnych

Prostą metodą na to, aby obniżyć wysoki poziom wody gruntowej przed rozpoczęciem właściwych prac ziemnych jest instalacja igłofiltrów lub wykonanie studni depresyjnych. Igłofiltry umieszczane w gruncie sięgają nawet do głębokości 4, a nawet 6 m p.p.t. i pozwalają na obniżenie zwierciadła wód gruntowych do 4 m.

Instalacja igłofiltrów, to bardzo dobre rozwiązanie pozwalające na wykonywanie robót ziemnych w sytuacji występowania wód zaskórnych, pod większość standardowych domów jednorodzinnych. Ponadto tego typu instalacja jest bardzo praktycznym rozwiązaniem, wpłukiwanie igłofiltra w podłoże gruntowe trwa dosłownie chwilę.

Należy także zadbać o to, aby tego typu urządzenia odwadniające pobierały wodę z najbardziej przepuszczalnych warstw wodonośnych. Ma to zapobiec wymywaniu cząsteczek gruntu, a tym samym jego rozluźnieniu. Jeżeli zdecydujemy się na wykonanie studni depresyjnych, to zastosowanie odpowiedniej obsypki powinno rozwiązać problemy wymywania drobniejszych cząsteczek.

Dobór odpowiedniej obsypki jest bardzo ważny z jeszcze jednego względu. Zbyt duża granulacja obsypki sprawi że studnia może się piaszczyć, zbyt mała granulacja spowoduje że studnia będzie mało wydajna. Dlatego trzeba na to zwrócić uwagę i dostosować wymiary obsypki i filtra studni do granulacji gruntu tworzącego warstwę wodonośną.

Najpopularniejszą formą rozmieszczenia studni depresyjnych jest drenaż opaskowy, w którym studnie otaczają teren wykonywania prac ziemnych. Drenaż opaskowy polega na rozmieszczeniu studni w szeregu. Ta forma drenażu tworzy barierę mającą za zadanie odciąć dopływ wody do określonego obszaru, płynącej z konkretnego kierunku. W przypadku drenażu systematycznego, studnie są rozmieszczone względem siebie w formie siatki.

Wykonywanie badań geotechnicznych

Sposobem na uniknięcie niechcianych komplikacji i rozwiązań które mogą okazać się nie do końca odpowiednie do zaistniałych warunków gruntowo-wodnych jest wykonanie badań geotechnicznych. Informacje na temat tego jakie grunty znajdują się w podłożu oraz jakie mają parametry mechaniczne są kluczowe dla powodzenia każdej inwestycji budowlanej. W trakcie badań geotechnicznych dokonuje się także pomiaru zwierciadła wód gruntowych.

Dane pozyskane z badań polowych są analizowane i sporządzane w formie opinii geotechnicznej. Dokument ten zawiera wszelkie informacje potrzebne dla projektanta budynku, także w celu dobrania odpowiednich fundamentów. Warto wykonać tego typu badania, aby uniknąć przykrych niespodzianek tj. zawilgocone ściany, odspajającę się posadzki czy jeszcze większe uszkodzenia budynku. Często naprawa tego typu awarii jest dużo droższa niż same badania geotechniczne.