Głębokość posadowienia fundamentu

Od czego zależy głębokość posadowienia budynku?
 

Przy projektowaniu głębokości posadowienia fundamentów należy brać pod uwagę miedzy innymi:

• położenie warstw nośnych gruntu;
• głębokość przemarzania gruntu;
• poziom i zanieczyszczenie wód gruntowych;
• poziom posadowienia sąsiednich obiektów;
• zagospodarowanie części podziemnej budynku (budynek niepodpiwniczony, podpiwniczony, z kondygnacjami podziemnymi);
• inne

Według aktualnej normy EN 1997-1 do ustalenia głębokości posadowienia (zagłębienie)  fundamentu bezpośredniego (d) należy określić i uwzględnić:

1. osiągnięcie odpowiednio nośnej warstwy podłoża;
2. głębokość, powyżej której skurcz i pęcznienie gruntów spoistych (jako skutek zmian pogody oraz wpływu roślinności) mogą być przyczyną ich znaczących przemieszczeń;
3. głębokość, powyżej której przemarzanie gruntu może być przyczyną uszkodzeń;
4. poziom zwierciadła wody gruntowej;
5. możliwości przemieszczeń podłoża, a także zmniejszenie wytrzymałości warstwy nośnej w wyniku filtracji wody, czynników klimatycznych oraz procesów budowlanych;
6. wpływ wykopów na sąsiednie fundamenty i obiekty;
7. przewidywane wykopy na sieci podziemne w pobliżu fundamentów;
8. temperatury jakie może wywoływać projektowany obiekt (zarówno niskie jak i wysokie);
9. możliwość podmycia;
10. w przypadku gruntów niestabilnych objętościowo, wpływ zmian wilgotności w wyniku opadów następujących po długich okresach suszy;
11. obecność w gruncie materiałów rozpuszczalnych (np. wapieni, iłowców, gipsów, soli).
     

W wycofanej normie PN-B-03020:1981 podano, że:
 

• Przy ustalaniu głębokości posadowienia fundamentów (D) należy uwzględniać następujące czynniki (zasady ogólne):
  1. głębokość występowania poszczególnych warstw geotechnicznych;
  2. wody gruntowe i przewidywane zmiany ich stanów;
  3. występowanie gruntów pęczniejących, zapadowych i wysadzinowych;
  4. projektowaną niweletę powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów (np. poziom posadzek pomieszczeń podziemnych, poziom rozmycia dna rzeki);
  5. głębokość posadowienia sąsiednich budowli;
  6. umowną głębokość przemarzania gruntów.
      
• Głębokość posadowienia powinna spełniać następujące warunki:
  1. zagłębienie podstawy fundamentu w stosunku do powierzchni przyległego terenu nie powinno być mniejsze niż 0,5 m, a projektowanie zagłębienia mniejszego niż 0,5 m wymaga uzasadnienia;
  2. w gruntach wysadzinowych głębokość posadowienia nie powinna być mniejsza od umownej głębokości przemarzania hz, którą należy przyjmować zgodnie z rys. 1 (mapa z zasięgiem stref przemarzania gruntu), dla danej części kraju; głębokość przemarzania należy mierzyć od poziomu terenu lub posadzki piwnic w nieogrzewanych budynkach; do gruntów wysadzinowych zalicza się wszystkie grunty zawierające więcej niż 10 % cząstek o średnicy zastępczej mniejszej niż 0,02 mm oraz wszystkie grunty organiczne.
  3. przy posadowieniu poniżej poziomu piezometrycznego wód gruntowych składowa pionowa (skierowana do góry) i nie powinna przekraczać 0,5(ρST – ρw)g; wymaganie to obowiązuje również w okresie wykonywania robót fundamentowych,
  4. przy występowaniu w podłożu: gruntów pęczniejących lub warunków sprzyjających wysychaniu, nawilgacaniu lub zamarzaniu gruntów spoistych, należy stosować odpowiednie środki zabezpieczające.

Fundamenty bezpośrednie muszą być posadowione na gruncie o odpowiedniej nośności; z tego względu położenie warstw nośnych gruntu decyduje o głębokości posadowienia. Jeżeli warstwy nośne gruntu w obszarze posadowienia budowli występują zbyt głęboko projektuje się inne formy posadowienia (posadowienie pośrednie lub wymiana gruntów na nasyp budowlany).

Posadowienie fundamentów poniżej poziomu wód gruntowych wymaga wykonywania dodatkowych prac w czasie budowy (odwodnienie terenu). Maksymalny poziom wód gruntowych i zmienność tego poziomu, zależne od pór roku, określone są z reguły w dokumentacji geotechnicznej.

Minimalna głębokość posadowienia fundamentów
 

Minimalna głębokość posadowienia fundamentów narażonych na działanie warunków atmosferycznych (mrozu) zależy od głębokości przemarzania gruntu, a więc od strefy klimatycznej, w której jest realizowany budynek. W Polsce, zgodnie z wycofaną w 2010 roku normą PN-B-03020, określono cztery takie strefy (I – 0.8 m; II – 1.0 m; III – 1.2 m ; IV –1.4 m). W przypadku posadowienia fundamentu w strefie przemarzania gruntu może dojść do uszkodzenia konstrukcji na skutek tzw. wysadzin mrozowych.  Jest to zjawisko unoszenia budynku przez zamarzający grunt, w następnie jego osiadanie wiosną, kiedy grunt zaczyna rozmarzać. Przemieszczenia te są z reguły nierównomierne i mogą prowadzić do istotnych uszkodzeń konstrukcji przykładowo pokazanych na rysunku. Wysadziny występują przede wszystkim w gruntach spoistych (glinach, iłach).

Głębokość posadowienia fundamentów znajdujących się wewnątrz obiektu, nie narażonych na przemarzanie, można zmniejszyć do 0,5 m, co przyjęto (normy: PN-EN 1997-1, PN-84/B-03020) za wartość minimalną. W przypadku wykonywania fundamentów na podłożu zbudowanym z gruntów niewysadzinowych, do których zalicza się większość piasków, również fundamenty narażone na przemarzanie można posadowić na głębokościach mniejszych od granicy przemarzania gruntu.