Obecnie nikomu nie wpada do głowy pomysł, by do wykonania fundamentów domu użyć innego materiału niż beton. Przy czym dotyczy to nie tylko budynków murowanych, ale i takich, których cała konstrukcja wykonana jest z drewna. Nie jest to oczywiście zaskakujące, ponieważ bardzo mało osób, które budują teraz dom dla siebie, wie o tym, że jeszcze nieco ponad sto lat temu w Polsce budowano je na fundamentach z kamieni polnych lub cegieł, a nawet z drewnianych bali.
Liczne zalety betonu sprawiają, że jest on powszechnie wykorzystywany do wykonania bardzo wielu elementów domu – przede wszystkim konstrukcyjnych, ale nie tylko. Ma on bardzo dużą wytrzymałość na ściskanie oraz jest trwały, odporny na ogień i stosunkowo tani. Do tego można z niego – bezpośrednio na budowie lub w zakładzie prefabrykacji – łatwo formować elementy budowlane o dowolnych kształtach.
Zobacz: Co najbardziej odróżnia beton od innych materiałów stosowanych do budowy domu?
Za jedyną wadę betonu można by uznać to, że jest materiałem stosunkowo kruchym, co oznacza, że ma niewielką wytrzymałość na rozciąganie. Mogłyby więc być problemy z wykonywaniem z niego elementów zginanych oraz mimośrodowo ściskanych, czyli jednocześnie zginanych i ściskanych. Paradoksalnie nie dałoby się z niego wykonać także elementów ściskanych osiowo, jeśli byłyby smukłe i łatwo mogły się zniszczyć z powodu wyboczenia.
Zobacz: Dlaczego nawet osiowo ściskane słupy z betonu potrzebują zbrojenia ze stalowych prętów?
Pomysł, by strefy, w których elementy z betonu są rozciągane, wzmocnić wiotkimi prętami stalowymi, zrodził się prawie półtora wieku temu i praktycznie od razu zrewolucjonizował budownictwo. Dzięki zgodnej współpracy betonu i stali powstaje kompozyt, nazywany kiedyś żelazobetonem, potem żelbetonem, a obecnie żelbetem, z którego można łatwo wykonywać takie konstrukcyjne elementy domu jak stropy, schody, belki, słupy i… oczywiście fundamenty (Fot. 1).
Zobacz: Do czego w konstrukcjach żelbetowych stal jest potrzebna betonowi, a beton – stali?
Fundamenty z betonu
Korzyści z użycia betonu do wykonania fundamentów domu wynikają wprost z jego właściwości. Cement, wiążący w całość zbudowaną ze żwiru i piasku strukturę betonu, jest spoiwem hydraulicznym, które w przeciwieństwie do spoiw powietrznych, takich na przykład jak wapno czy gips, wiąże nie tylko na powietrzu, ale także pod wodą.
Oznacza to, że ewentualny bezpośredni kontakt z bardzo zawilgoconym gruntem nie tylko nie zaszkodzi betonowym fundamentom domu, ale nawet może je wzmocnić. Także wtedy, gdy podczas bardzo mroźnej zimy grunt wokół domu zamarznie na znaczną głębokość, fundamentom nie stanie się nic złego, ponieważ beton jest odporny na nawet bardzo niską temperaturę.
Mimo tak pozytywnych właściwości betonu, w poprawnie wybudowanym domu fundamenty – przynajmniej w górnej swojej części – są zaizolowane przeciwwilgociowo (najczęściej powłokami na bazie asfaltu) oraz termicznie (najlepiej prawie całkowicie nienasiąkliwymi płytami polistyrenu ekstradowanego). Dzięki temu do betonowych fundamentów praktycznie nie ma dostępu ani wilgoć gruntowa, w której mogą znajdować się szkodliwe dla betonu kwasy organiczne, ani duży mróz.
Najważniejsze jednak, że wykonane z betonu fundamenty są bardzo sztywne i trwałe. Głównym ich zadaniem jest bowiem bezpieczne przenoszenie na podłoże gruntowe wszystkich występujących w budynku obciążeń oraz zapewnienie mu stabilności w razie nierównomiernego osiadania podłoża gruntowego. By tak było, fundamenty muszą być poprawnie zaprojektowane i wykonane, a ich rodzaj, wymiary i zbrojenie właściwie dobrane do obciążenia domem i występujących na działce warunków gruntowych.
Ławy fundamentowe. Większość domów jednorodzinnych wybudowana jest na zbrojonych podłużnie ławach fundamentowych (Fot. 2), których szerokość i wysokość zależą od warunków gruntowych i wielkości obciążeń, przekazywanych na nie przez ściany fundamentowe. W Polsce ławy fundamentowe najczęściej betonuje się w wykonanych w gruncie wąskich wykopach (Fot. 3), co dla jakości betonu nie jest najlepszym rozwiązaniem. Bezpośredni kontakt z gruntem świeżo ułożonej w nich mieszanki betonowej może być powodem odciągania z niej wody zarobowej i przyczyną obniżenia się jakości betonu.
Zobacz: Dlaczego betonowanie ław fundamentowych bezpośrednio w wykopie nie jest dobrym rozwiązaniem?
Ściany fundamentowe. Ponieważ w gruntach spoistych podstawa ław musi znajdować się poniżej strefy przemarzania gruntu, więc – żeby podłoga parteru znalazła się co najmniej 30-40 cm powyżej terenu działki – wykonuje się na nich ściany fundamentowe. W domach niepodpiwniczonych muruje się je najczęściej z betonowych bloczków pełnych (Fot. 4), ale mogą to być również bloczki z zamkniętymi od góry wgłębieniami lub pustaki z dużymi otworami, które po wymurowaniu ścian fundamentowych wypełnia się mieszanką betonową.
Zobacz: Z czego można zrobić ściany fundamentowe?
Ławy połączone ze ścianami fundamentowymi. Ściany fundamentowe można też wykonać w deskowaniach ze zbrojonego betonu, monolitycznie połączonego z ławami (Fot. 5). Ze względu na dużą sztywność tego rodzaju fundamentów, warto je zastosować szczególnie wtedy, gdy w obrysie przyszłego domu nośność gruntu nie jest jednolita. Dzięki połączeniu w całość ław i ścian fundamentowych wyraźnie zwiększa się odporność budynku na zarysowanie i pękanie, spowodowane nierównomiernym osiadaniem gruntu.
Płyty fundamentowe. Szczególnie wtedy, gdy grunt na działce ma małą nośność albo poziom wód gruntowych jest na niej wysoki, warto wybudować dom na żelbetowej płycie fundamentowej (Fot. 6). Ponieważ ma ona dużą powierzchnię, więc obciążona ścianami domu pozostaje bardzo sztywna, a naciski przekazywane przez nią na grunt są niewielkie.
Dla parametrów energetycznych domu ważne jest też, że płyty fundamentowe wykonuje się z reguły na izolacji termicznej z płyt polistyrenu ekstrudowanego (Fot. 7). Dzięki temu w takim domu straty ciepła do gruntu są wyraźnie mniejsze niż wtedy, gdy zostanie on wybudowany na tradycyjnych ławach fundamentowych.
Zobacz: Czy dom niepodpiwniczony lepiej wybudować na ławach, czy na płycie fundamentowej?
Fundamenty na studniach. Gdy na działce warstwa nośnego gruntu znajduje się dopiero kilka metrów poniżej terenu, dom można wybudować na odpowiednio sztywnych i mocnych ławach fundamentowych, spoczywających na pionowych żelbetowych palach. W domach jednorodzinnych rzadko się je jednak stosuje – częściej zastępują je zagłębione w gruncie studnie, wykonane z betonowych kręgów i wypełnione w środku betonem wzmocnionym stalowymi prętami (Fot. 8).
Podparte studniami ławy fundamentowe z wierzchu wyglądają podobnie jak tradycyjne (Fot. 9), które obciążenia z budynku przekazują swoją podstawą bezpośrednio na grunt. Ze względu na sposób podparcia muszą mieć one jednak znacznie większą nośność i sztywność niż „zwykłe” ławy. Dlatego wysokość przekroju poprzecznego podpartych studniami ław oraz ich indywidualnie zaprojektowane zbrojenie są zdecydowanie większe niż w tradycyjnych ławach.
* * *
Nawet w trudnych warunkach gruntowych betonowe fundamenty domu tylko wtedy bardzo długo zachowują swoje korzystne parametry mechaniczne, gdy zostaną wykonane z mieszanki betonowej, do której przygotowania użyto pewnego cementu, pochodzącego z cementowni, znajdującej się na terenie Polski lub innego kraju Unii Europejskiej.
Zobacz: Dlaczego do budowy domu należy używać tylko pewnego cementu?
Tylko bowiem pewny cement spełnia wszystkie wymagania obowiązujących norm, a w jego składzie nie ma popiołów o nieznanym zwykle pochodzeniu, w których mogą znajdować się na przykład kawałki niespalonego drewna. Dlatego zastąpienie pewnego cementu, wyprodukowanego w cementowni, jakąkolwiek mieszanką cementowo-popiołową może być przyczyną przyspieszonej korozji betonu i zatopionych w nim prętów zbrojeniowych.
Materiał promocyjny Stowarzyszenie Producentów Cementu
www.polskicement.pl www.pewnycement.pl
