KONSTRUKCJE BUDOWLANE - FUNDAMENTY

FUNDAMENT:

• budowla jest posadowiona na gruncie i z nim związana z pomocą fundamentu
• • ustrój budowlany przekazujący obciążenia (pionowe i poziome) z budowli na podłoże
  • fundament (czyli odpowiedni poszerzenie muru, czy słupa) pozwala na rozłożenie obciążenia na większa powierzchnię, tak, by naprężenia pod fundamentem nie przekroczyły wielkości dopuszczalnych, gdyż grunt ma mniejszą wytrzymałość niż materiały budowlane i pod wpływem obciążeń osiada

POSADOWIENIE FUNDAMENTU:

• przed uzgodnieniem sposobu posadowienia budynku przeprowadza się rozpoznanie warunków gruntowych i wodnych
• istotny jest także dobór głębokości posadowienia, o czym decydują:
• • podpiwniczenie - ilość kondygnacji podziemnych i ich wysokość
  • głębokość przemarzania - zależna od regionu Polski (ochrona przed uszkodzeniami powodowanymi wysadzinami mrozowymi - zjawisko unoszenia budynku przez grunt w którym zamarza woda, lub tez nierównomiernego osiadania wiosną ze względu na efekt rozmarzania)
  • wody gruntowe - wraz z przewidywanymi stanami ich wysokości
  • rodzaj gruntu - grunty niespoiste, mało spoiste, spoiste i bardzo spoiste
  • głębokość występowania warstw geotechnicznych
  • poziom posadowienia sąsiednich budowli
• TYPY POSADOWIENIA:
• • POSADOWIENIE BEZPOŚREDNIE
  • • podstawa fundamentu opiera się na gruncie, który bezpośrednio przejmuje obciążenia z budowli i przenosi je na głębsze warstwy podłoża - gruntu nośnego
    • są to tzw. fundamenty płytkie
    • rodzaje fundamentów:
    • • ŁAWY FUNDAMENTOWE
      • • stosowane pod ścianami nośnymi budynków
        • stosowane także pod szereg mocno obciążonych słupów
        • "gruba płyta" biegnąca nieprzerwanie wzdłuż muru
        • pod ławami wylewa się chudy beton
        • wykonywane z różnych materiałów (o dużej wytrzymałości i małej nasiąkliwości, odporne na działanie mrozu, substancji chemicznych i biologicznych)
        • • kamienne
          • ceglane
          • • poszerzają się ku dołowi - nazywano je też bankietem
            • ławy kamienne i ceglane stosuje się na gruntach mocnych, a spód ławy powinien znajdować się powyżej wód gruntowych
          • betonowe
          • • o kształcie prostokąta lub trapezu
            • pochylenie w kształcie trapezowym o kącie 45 stopni
            • mogą być symetryczne lub nie
          • żelbetowe
          • • płyty wzmocnione prętami stalowymi ułożonymi prostopadle do osi muru
            • pręty główne znajdują się w strefie dolnej fundamentu (rozciąganej), prostopadle do jej długości
            • pręty rozdzielcze układane prostopadle do prętów głównych co 30 cm
            • ława o przekroju prostokątnym lub schodkowym
        • wykonywane w różnych kształtach
        • • prostokątne
          • schodkowe
          • trapezowe
      • STOPY FUNDAMENTOWE
      • • stosowane pod słupami
        • stopa usytuowana, aby pionowa siła wypadkowa przechodziła przez środek ciężkości stopy
        • stopy są przeważnie betonowe, żelbetowe
        • różne sposoby połączenia stopy fundamentowej ze słupem
        • 
          
      • FUNDAMENTY PŁYTOWE
      • • znajdują się pod całą budowlą
        • obciążenie rozłożone zostaje na dużą powierzchnię
        • stosowany głównie pod budowlami silnie obciążającymi fundament (mały plan a duża wysokość)
        • przeważnie płyta żelbetowa zbrojona krzyżowo
      • RUSZTY FUNDAMENTOWE
      • • dwa układy ław wzajemnie prostopadłych - tworzą one ruszt jako fundament dla konstrukcji szkieletowej
        • słupy konstrukcji stoją na węzłach
        • stosowane, gdy:
        • • ławy wychodzą zbyt szerokie
          • gdy trzeba zwiększyć sztywność żeby wyrównać osiadanie
      • SKRZYNIE FUNDAMENTOWE
      • • żelbetowy monolit
        • składa się z: płyty dennej, płyty górnej, ścian obwodowych i wewnętrznych w jednym bądź w dwóch kierunkach
        • mają dużą sztywność
        • zastosowanie:
        • • gdy trzeba przenieść na grunt nierównomierne obciążenie
          • gdy trzeba zabezpieczyć budowlę przed nierównomiernym osiadaniem
        • konstrukcja skrzyni może być otwarta od dołu i góry, bądź tylko z jednej strony
        • taki fundament ma Pałac Kultury i Nauki w Warszawie
• POSADOWIENIE POŚREDNIE
• • inaczej nazywane fundamentami głębokimi
  • stosowanie:
  • • gdy grunt nośny znajduje się w głębszych warstwach podłoża gruntowego
    • gdy trzeba posadowić budowlę głębiej ze względu na kondygnacje podziemne
    • gdy poziom wody gruntowej nie pozwala na posadowienie fundamentów w wykopach płytkich
  • ze względu na różną pracę statyczną są dwa rodzaje pali:
  • • pale przechodzą przez słabe warstwy gruntu opierając się na warstwie nośnej
    • pale nie mają oparcia na warstwie nośnej, przechodzą przez słabe warstwy gruntu, zagęszczają go i pracują z podłożem jako całość - tzw. pale zawieszone
  • materiały:
  • • przeważnie żelbetowe lub betonowe
    • rzadziej stalowe lub drewniane
  • metody palowania:
  • • wbijane
    • wwiercane
    • wciskane
  • gdy jest skupione duże obciążenie w jednym punkcie stosuje się studnie opuszczane - betonowe lub żelbetowe
• 
  
• METODY SPECJALNE
• • gdy grunty są wybitnie słabonośne - stosuje się sztuczne podwyższenie właściwości gruntu przez:
  • • zagęszczanie
    • • np. wałowanie, powierzchniowe lub wgłębne wibrowanie, wzmocnienie palami piaskowymi, obniżenie zwierciadła wody gruntowej, osuszenie elektryczne tzw. elektroosmoza
    • wzmocnienie
    • • np. zamrażania, cementowania, bitumizację, sylikatyzację
    • zastąpienie 
    • • metoda stosowana gdy inne metody zawodzą np. ze względu na agresywność wody, wysokie koszty
      • wykonuje się poduszkę z piasku, żwiru, tłucznia itp.

WYKONANIE POSADOWIENIA:

• wykonuje się wykop na głębokość posadowienia fundamentów + 10 cm - na wylanie chudego betonu
• wykop pod fundament powinien mieć odpowiednio wyprofilowane skarpy - umożliwiające wymurowanie ścian fundamentowych i ich izolowanie - wykop więc się robi na szerokość szalunku ławy fundamentowej, rozszerzając go stopniowo ku górze
• na 10 centymetrowej warstwie chudego betonu układa się deskowanie w które układa się zbrojenie i zalewa betonem 
• gdy grunty są spoiste wykonuje się fundament bezpośrednio na gruncie - w wykopie o wymiarach fundamentu układa się folię hydroizolacyjną którą "zalewa się" betonem. Rozwiązanie to nie generuje tylu kosztów ile fundamenty w deskowaniu

ŚCIANY FUNDAMENTOWE:

• grubość ścian fundamentowych zależna jest od właściwiej ściany wznoszonej ponad nią
• ściany fundamentowe muszą być wykonane z materiałów mrozoodpornych o niewielkiej nasiąkliwości
• ściany fundamentowe wykonuje się z rożnych materiałów:
• • ściany monolityczne
  • • betonowe lub żelbetowe - w zależności od obciążenia oraz głębokości posadowienia (gdy ściana fundamentowa obciążona jest z jednej strony warstwą gruntu o wysokości przekraczającej 50 cm - ściana powinna być żelbetowa)
    • układa się deskowanie w które wlewa się beton
  • bloczki i pustaki betonowe
  • • najpopularniejszy materiał na ściany fundamentowe
    • mają dużą wytrzymałość na ściskanie i niewielką nasiąkliwość
    • pustaki betonowe mają duże otwory, które na budowie po ułożeniu wypełnia się betonem, a mocowanie w kierunku pionowym możliwe jest dzięki wpustom i wypustom wymodelowanym w bloczku - brak konieczności używania zaprawy
    • niemal całkowicie wyparły ściany ceglane - bo muruje się z nich znacznie szybciej niż z małych elementów ceramicznych
  • bloczki i pustaki ścienne
  • • np. pustaki keramzytobetonowe, bloczki z betonu komórkowego, bloczki wapienno-piaskowe
    • przy używaniu bloczków i pustaków ściennych należy starannie wykonać izolację rpzeciwwilgociową fundamentów, gdyż nie są one tak nienasiąkliwe jak bloczki i pustaki betonowe
  • cegła i kamień
  • • obecnie już prawie niestosowane 
    • ze względu na niewielki rozmiar cegieł - murowanie trwa dłużej niż bloczków
    • cegły muszą być klasy minimum 10

IZOLACJA PRZECIWWILGOCIOWA FUNDAMENTÓW:

• w przypadku fundamentów mówimy o izolacji pionowej i poziomej:
• • pozioma - na styku ścian fundamentowych z ławami fundamentowymi i ze ścianami parteru lub ścianach piwnic pod stropem
  • pionowa - na całej zewnętrznej powierzchni ściany fundamentowej
• istnieje:
• • izolacja przeciwwilgociowa (typu lekkiego)
  • • stosowana gdy dom jest bez piwnic i gdy jest posadowiony na gruncie przepuszczalnym co najmniej 1m powyżej poziomu wody gruntowej
    • gdy posadowienie wykonywane w gruntach przepuszczalnych (piaski i zwiry)
    • chroni ściany fundamentowe przed wilgocią z gruntu oraz przed wodą opadową
  • izolacja przeciwwodna (typu średniego)
  • • stosowane gdy grunty są nieprzepuszczalne, gdy woda znajduje się poniżej fundamentów
    • stosuje się w gruntach przepuszczalnych, jesli wystepuje neibezpieczęństwo podnoszenia się zwierciadła wody gruntowej powyżej poziomu posadowienia fundamentów
  • izolacja przeciwwodna (typu ciężkiego)
  • • stosowana gdy ochrania się podziemne części budynku przed wodą opadową przesączająca się w ich kierunku oraz wodą gruntową wywierającą ciśnienie hydrostatyczne
    • w domach podpiwniczonych, posadowionych poniżej zwierciadła wody gruntowej
• izolacje muszą być szczelne by nie dopuścić do dostania się wody pod nie
• materiały izolacyjne:
• • masy i membrany
  • • najczęściej półpłynne masy bitumiczne lub mineralne, które po nałożeniu i wyschnięciu na ścianie tworzą elastyczną i wodoszczelną powłokę
    • skuteczność i szczelność materiałów izolacyjnych zależy od gładkości podłoża na którym się je układa - dlatego ściany murowane pokrywa się cienkim tynkiem - tzw. rapówką
    • roztwory asfaltowe
    • • izolacja przeciwwilgociowa
      • głównie do gruntowania podłoży, sklejania papy
      • emulsje asfaltowe mogą być:
      • • anionowe - o długim czasie wiązania (nadają się do klejenia styropianu)
        • kationowe - o krótkim czasie wiązania (odporne na niską temperaturę, wykazujace duży skurcz)
        • lateksowe - tworzą warstwę trwale elastyczną (duża odpornośc na kwasy i ługi - także od mocowania styropianu, można naosić na iwlgotne podłoże)
    • lepiki asfaltowe
    • • izolacja przeciwwilgociowa - jeśli naniesiona w 2 warstwach
      • do nanoszenia na zimno, lub po podgrzaniu do adekwatnej temperatury (ok. 120 stopni)
      • używa się ich takze do klejenia papy i renowcacji nieszczelnich powłok hydroizolacyjnych
    • masy asfaltowe
    • • mogą stanowić izolację przeciwwilgociową i przeciwwodną (po nałożeniu 3-5 warstw)
      • moga być z dodatkiem gumy, kauczuku, polimerów, aluminium
    • zaprawy mineralne
    • • mogą stanowić izolację rpzeciwwilgociową i przeciwwodną
      • są modyfikowane różnymi substancjami nadającymi im wodoszczelność i elastyczność
      • wiele z nich jest paroprzepuszczalnych
      • niektóre po wyschnięciu tworzą izolacje szcztywną, a inne elastyczną
  • papy asfaltowe
  • • o coraz większej wytrzymałości mechanicznej i elastyczności
    • ważnym elementem papy asfaltowej jest jej osnowa - czyli rdzeń papy odpowiedzialny za jej wytrzymałość na rozciąganie (najtańszą osnową jest tektura, później osnowa z tkaniny poliestrowej oraz osnowa z włókna szklanego)
    • odporne na wiele substancji chemicznych i promieniowanie UV
    • kolejnym ważnym elementem jest masa bitumiczna pokrywająca osnowę - liczona w gramaturze od ok 400-4000 g (im więcej tym lepiej) oraz różnorodnie zmodyfikowana (co pozwala na uzyskanie wytrzymałości w rożnych warunkach temperaturowych)
    • w zależności od sposobu zespojenia z podłożem papy dzielimy na:
    • • klejone lepikiem
      • zgrzewalne - rozgrzewane sa palnikiem gazowym lub gorącym powietrzem i dociskane do podłoża
      • samoprzylepne 

IZOLACJA CIEPLNA FUNDAMENTÓW:

• ściany fundamentowe powinny być ocieplane do głębokości 1m poniżej poziomu terenu
• ociepla się je od zewnątrz, ale można także od wewnątrz (wtedy należy połączyć izolację ściany fundamentowej z izolacją podłogi na gruncie)
• materiał izolacji cieplnej fundamentów powinien:
• • być odporny na zawilgocenie, gnicie, działanie grzybów i pleśni
  • mieć odpowiednią twardość
  • np. styropian lub polistyren ekstrudowany (można też stosować pianki poliuretanowe, wełnę mineralną, wełnę szklaną, keramzyt) - przy czym polistyren ma najniższy współczynniki przewodzenia ciepła
  • być dobrany adekwatnie do metody izolacji przeciwwilgociowej - styropian jest wrażliwy na rozpuszczalniki, oleje i może się pod ich wpływem rozpuścić

żródło
żródło