Fundamenty domu jednorodzinnego – przegląd technologii

Fundamenty domu to wprawdzie najmniej widoczny jego element konstrukcyjny, ale to on decyduje o trwałości i bezpieczeństwie budynku. To on bowiem przekazuje wszystkie obciążenia, jakim poddawany jest obiekt, na podłoże gruntowe.

Pod wpływem obciążeń działających na budynek dochodzi do odkształceń gruntu, a to powoduje osiadanie budowli. Dobór odpowiedniego sposobu fundamentowania musi zatem zapewnić minimalne i równomierne osiadanie budowli oraz jej stateczność.

Podstawowe technologie fundamentowania domów jednorodzinnych

Najczęściej stosowane w budownictwie jednorodzinnym fundamenty składają się z ławy betonowej i ściany fundamentowej lub piwnicznej, jeżeli budynek ma być podpiwniczony. Ściany te mogą być wykonane jako monolityczne lub murowane. Wybór nie jest jednak tak prosty, jakby się to mogło wydawać.

Charakterystyczną cechą ścian fundamentowych jest to, że przynajmniej częściowo są one zagłębione w gruncie. Muszą zatem być odporne na zawilgocenia, niskie temperatury oraz działające na nie siły pionowe. Dlatego do ich wznoszenia stosuje się materiały mrozoodporne o niewielkiej nasiąkliwości. Może to być:

• beton,
• pełna cegła ceramiczna,
• pustaki ceramiczne i betonowe lub z betonu komórkowego,
• silikaty – mogą być użyte tylko wtedy, jeżeli ścianę fundamentową zabezpieczy się szczelną izolacją przeciwwilgociową, która musi spełniać swoje funkcje minimum przez 20 lat.

Ścianę fundamentową wykonuje się do poziomu parteru, od ściany którego powinna być oddzielona poziomą izolacją przeciwwilgociową na wysokości co najmniej 15 cm ponad gruntem. Rozwiązanie to zapobiega kapilarnemu podciąganiu wody na wyższe kondygnacje.

Aby fundament spełniał swoje funkcje, na etapie jego projektowania trzeba uwzględnić:

• właściwości gruntu, na którym budynek ma być posadowiony (głębokość występowania w nim warstwy nośnej, poziom wód gruntowych, głębokość przemarzania),
• rodzaj budynku,
• stopień trudności wykonania fundamentu,
• zabezpieczenie fundamentu przed zawilgoceniem.

Uwzględnienie wszystkich tych czynników nie jest proste, dlatego fundament zawsze powinien projektować konstruktor. To on powinien zdecydować o jego wymiarach i sposobie wykonania. W żadnym przypadku nie wolno samowolnie zmieniać klasy cegły czy marki zaprawy przewidzianych przez autora dokumentacji.

Fundamenty na ławie

Ława fundamentowa to poszerzenie u spodu ścian fundamentowych. Dzięki niej obciążenia pochodzące od budynku rozkładają się na większą powierzchnię (zmniejsza się jednostkowy nacisk ścian na grunt). Ponieważ szerokość i wysokość ławy wynikają z obliczeń konstrukcyjnych, nie możemy ich dowolnie zmieniać.

Ławy betonowe

Najczęściej ławę wykonuje się z betonu, ze względu na jego odporność ściskanie. Jeżeli stosujemy uzbrojenie, jej grubość (wysokość) powinna wynosić 30÷40 cm. Szerokość wynika z obciążeń, ale przyjmuje się, że jest to 60÷80 cm. Jeżeli ława wykonywana jest jako nieuzbrojona, jej wymiary powinny przekraczać 40 × 80 cm.  Wylewa się ją z betonu B15 lub B20, w deskowaniu lub bezpośrednio w gruncie. Jeżeli używać będziemy deskowania, dolna część wykopu powinna być szersza o 10÷15 cm z każdej strony. Deskowanie stawia się na stwardniałym chudym betonie (warstwa 5÷10 cm). Wiąże się on z gruntem, co zabezpiecza ławę i ułatwia przeprowadzenie prac zbrojeniowych. Brak warstwy chudego betonu powoduje, że mieszanka wylewana bezpośrednio do wykopu miesza się z gruntem. Jeżeli jest to grunt przepuszczalny, dodatkowo dochodzi zwiększone odsączanie z niej wody. W rezultacie fundament w tym miejscu staje się porowaty, zmniejsza się jego wytrzymałość oraz odporność na zamarzanie.

Jeżeli ława będzie wykonywana bezpośrednio w gruncie, wykop robi się na jej wymiar, a jego dno i boki wykłada się folią hydroizolacyjną, która (podobnie jak deskowanie) zapobiega wyciekaniu zaczynu cementowego z mieszanki betonowej. Zabezpiecza ją także przed mieszaniem się z gruntem, który często, nawet gdy jest spoisty, obrywa się podczas wylewania betonu.

Zbrojenie ławy

Stosuje się na gruntach słabych, gdy zachodzi niebezpieczeństwo nierównomiernego osiadania budynku, przy dużych obciążeniach budynku oraz przy ograniczonej wysokości ławy. Ławę zbroimy wtedy podłużnie czterema prętami stalowymi o średnicy 10÷14 mm, które łączymy strzemionami wykonanymi z prętów o średnicy 4,5÷6 mm, rozstawionymi co 25÷30 cm.

Jeżeli pod ławą znajduje się warstwa chudego betonu klasy B7,5, to zbrojenie powinno być „zanurzone” w otulinie z mieszanki betonowej o grubości 5 cm. Gdy takiego podkładu nie ma, wtedy musi być to 7 cm.

Fachowcy radzą, aby zbrojenie ustawiać na specjalnych grzybkach (ewentualnie cegłach lub bloczkach). Zapobiega to jego osuwaniu się pod ciężarem układanej mieszanki i zapewnia zachowanie wymiarów betonowej otuliny.

Ławy murowane

Coraz rzadziej ławy muruje się z pełnej cegły na zaprawie cementowej. Rozwiązanie takie możemy zastosować przy wznoszeniu budynku, który będzie miał maksymalnie cztery kondygnacje i będzie posadowiony powyżej poziomu wód gruntowych. Gdy wymiary ławy murowanej są duże, wprowadza się tzw. odsadzki, co zmniejsza zużycie materiałów. Szerokość każdej odsadzki wynosi ¼ cegły (około 6 cm). Wysokość powinna być taka, aby nachylenie od pionu prostej łączącej dolne krawędzie ściany i ławy nie przekraczało stosunku 1:2.

Ławy murowane nie powinny być niższe niż trzy warstwy cegły. Jeżeli z obliczeń konstrukcyjnych wynika, że szerokość fundamentu ceglanego wymaga więcej niż czterech odsadzek, wykonuje się ławy betonowe.

Fundamenty monolityczne

Fundamentowe ściany z betonu (monolityczne) cieszą się sporą popularnością wśród projektantów i wykonawców przede wszystkim ze względu na swoją solidność i dużą odporność na ściskanie. Stosunkowo łatwo możemy wykonać je sposobem gospodarczym (w szalunku traconym). Ryzyko popełnienia błędów  które będą zagrażać konstrukcji budynku jest przy tym niewielkie. Ściany takie polecane są zwłaszcza tam, gdzie grunt pod budynek jest niejednorodny albo występuje wysoki poziom wód gruntowych.

Grubość ściany i klasę betonu, który ma być użyty do jej wykonania, określa zawsze projektant. Zwykle ma ona szerokość 20÷40 cm, a stosowany beton jest klasy B15 lub B20. Projektant dobiera także rodzaj stali i układ zbrojenia. W domach jednorodzinnych obciążenia nie są zbyt duże, dlatego w ścianach fundamentowych zazwyczaj się go nie stosuje. Jeżeli są to ściany piwniczne, zbrojenie zawsze jest niezbędne. W pionowych ścianach betonowych zbrojenie układa się jedynie w ich górnej części. Jest to tzw. zbrojenie wieńczące, które wykonuje się z czterech prętów o średnicy 6 mm i z zamkniętych strzemion.

Beton na ściany monolityczne

Układa się warstwami 30÷50 cm, zrzucanymi z odpowiedniej wysokości, bo inaczej będzie się rozwarstwiał. Im jest rzadszy, tym warstwa musi być mniejsza. Gdy ma ciekłą konsystencję – nie więcej niż 50 cm. Betonowanie powinniśmy przeprowadzić w sposób ciągły, dlatego najlepiej stosować mieszankę z wytwórni i wylewać ją za pomocą specjalnej pompy.

Poszczególne warstwy powinniśmy zagęszczać wibratorem wgłębnym tak długo, aż w nieszczelności pomiędzy deskami i na wierzchu betonu pojawi się zaczyn cementowy. Oznacza to, że beton całkowicie wypełnił szalunek i że usunięte zostały pęcherzyki powietrza, które mogłyby osłabić jego strukturę.

Zanim przystąpimy do układania betonu, musimy ułożyć szalunku z desek. Jest to najbardziej praco- i czasochłonna czynność na tym etapie budowy, wymagająca odpowiedniej staranności. Problemem jest także późniejsza rozbiórka szalunku oraz możliwość dalszego wykorzystania użytych desek. Dlatego najrozsądniej jest posługiwać się gotowym deskowaniem systemowym (szalunki powtarzalne) albo stosować szalunek tracony z pustaków zasypowych.

Przed układaniem betonu tradycyjny szalunek z desek musimy oczyścić i obficie zwilżyć wodą. Jeżeli używamy  gotowych blatów ze sklejki, używamy do tego celu specjalnego preparatu zapobiegającego przyklejaniu się betonu do szalunku. Deskowanie możemy rozebrać najwcześniej po dwóch dniach, ale tylko wtedy, gdy temperatura otoczenia nie spada poniżej 15°C. W niskich temperaturach beton może się wiązać nawet do dwóch tygodni.

Fundamenty domu murowane z bloczków

Większość ścian fundamentowych domów jednorodzinnych projektowana jest na 25 cm. Do ich wznoszenia możemy zatem użyć pełnej cegły ceramicznej (klasy co najmniej 10). Jest to jednak rozwiązanie coraz rzadziej stosowane. Niewielkie wymiary cegły (6,5 × 12 × 25 cm) czynią ją wprawdzie materiałem bardzo poręcznym, ale i czasochłonnym. Dotkliwie odczujemy to zwłaszcza wtedy, gdy projekt przewiduje grubsze ściany fundamentowe, np. 38 cm (1 i ½ cegły plus spoina) lub 51 cm (2 cegły plus spoina). Dlatego na popularności zyskują ściany z bloczków betonowych o wymiarach 12 × 25 × 38 cm. Bloczki wykonane z betonu B15 gwarantują, że ściana będzie wytrzymała i nienasiąkliwa. Ich duży ciężar (ponad 30 kg) wymaga co prawda większej wprawy przy układaniu, ale prace przebiegają i tak szybciej niż przy zastosowaniu cegły.

Ściany fundamentowe z cegły

Przy układaniu cegieł musimy przestrzegać kilku podstawowych zasad wiązania pospolitego. Pracę rozpoczynamy od ułożenia warstwy wózkowej (dłuższy bok cegły wzdłuż ściany) i przykrycia jej warstwą główkową (dłuższy bok prostopadły do ściany).

Na początku i na końcu ściany powinny znaleźć się tzw. dziewiątki (cegły przycięte do ¾ długości). Ich użycie zapewni przesunięcie spoin w kolejnych warstwach przynajmniej o ¼ cegły. W narożach i na skrzyżowaniach murów do warstwy wózkowej jednej ściany musi przylegać warstwa główkowa ściany prostopadłej. Spoiny nie mogą być zbyt grube: poziome powinny mieć grubość około 10 mm, pionowe – 12 mm. Najczęściej stosuje się zaprawy cementowo-wapienne marki M3 lub M5.

Bloczki układamy z przesunięciem co najmniej o ¼, a najlepiej o ½ elementu w kolejnym rzędzie. Łączymy je zaprawą cementową marek M3, M5 lub M8 na pełne spoiny. Spoiny poziome powinny mieć grubość 10÷15 mm, a pionowe – 10÷20 mm. Gdy projekt przewiduje tynkowanie ścian, pozostawiamy je nie wypełnione na głębokość około 1 cm (podobnie jak przy użyciu cegły). Dzięki temu łatwiej będzie położyć rapówki – cienką warstwę tynku wyrównującego powierzchnię ściany – i wykonać szczelną hydroizolację.

Fundamenty domu z pustaków zasypowych

Jak wspomniano wcześniej, pustaków zasypowych możemy użyć zamiast deskowania, wykonując ściany monolityczne. Przeznaczone są jednak przede wszystkim do wznoszenia ścian fundamentowych, które mogą mieć grubość 20, 25 lub 30 cm. Wszystkie elementy, których wtedy używamy – zwykłe, uzupełniające i narożne – powinny być wytworzone z kruszyw naturalnych, nie zaś z żużla czy kermazytobetonu.

Pustaki zasypowe układamy podobnie jak klocki Lego. Jest to możliwe dzięki ich odpowiednio wyprofilowanym górnym i dolnym krawędziom. Układanie przeprowadzamy na sucho, bez użycia zaprawy. Wyjątkiem jest pierwsza warstwa, którą układamy na chudym betonie i która wymaga dokładnego wypoziomowania. Po ułożeniu dwóch, trzech warstw, pustaki wypełniamy betonem klasy co najmniej B10 (specjaliści radzą stosować beton B15 lub B20). Możemy do tego celu użyć także keramzytobetonu, o ile nie planujemy dodatkowej izolacji termicznej.

Zbrojenie fundamentu z pustaków zasypowych

Wprawdzie zdaniem niektórych specjalistów ścian z pustaków zasypowych nie trzeba zbroić, ale może się to okazać ryzykowne. Pod wpływem nacisku gruntu, zwłaszcza gdy ściana jest mocno zagłębiona, może dojść do jej wygięcia. Dla bezpieczeństwa konstrukcji lepiej jest zatem na spodzie i na wierzchu wykonać zbrojenie wieńca. Stosujemy do tego celu minimum dwa pręty o średnicy 10 lub 12 mm ze stali gładkiej lub żebrowanej, które łączymy strzemionami o średnicy 6 mm, wygiętymi w kształcie litery C lub S. Niektóre rodzaje pustaków mają specjalne nacięcia ułatwiające wyłamywanie ścianek, przez które przeprowadza się zbrojenie. Gdy ich nie ma, możemy je wykonać przy pomocy przecinaka i młotka, uważając, aby nie zniszczyć całego pustaka.

Ściany z pustaków zasypowych mogą posiadać pewne nierówności, które musimy otynkować przed przystąpieniem do prac hydroizolacyjanych. W przeciwnym razie izolacja przeciwwilgociowa może ulec uszkodzeniu.

Foto otwierające: Tomasz Nicer, Schematy: Maciej Wasilewski

CZYTAJ TAKŻE:
Fundamenty domu jednorodzinnego – zanim wbijesz szpadel
Izolacje wodochronne fundamentów – zalety i wady materiałów
Izolacje fundamentów – diabeł tkwi w szczegółach