Pomysł, żeby zwiększyć szerokość ław fundamentowych w istniejącym domu, nie zdarza się często. Pojawia się on zazwyczaj wtedy, gdy jego ściany nośne pękają, a przebieg pęknięć wskazuje, że ich przyczyną mogą być niedostatecznie stabilne fundamenty domu. Nawet jednak wtedy, gdy wydaje się to wielce prawdopodobne, decyzja o zwiększeniu szerokości podstawy ław powinna być podejmowana rozważnie – dopiero po zapoznaniu się z opinią geotechniczną, opisującą warunki gruntowe na działce.
Poszerzenie ław fundamentowych jest bowiem zadaniem pracochłonnym, a przez to także kosztownym. Ponadto – jeśli przyczyną problemów z fundamentami są bardzo niekorzystne warunki gruntowo-wodne – nie ma pewności, że zabieg, mający na celu wzmocnienie fundamentów, w przyszłości całkowicie uchroni ściany domu przed podobnymi uszkodzeniami. Z drugiej strony – jeśli tylko prace te zostaną przeprowadzone zgodnie ze sztuką budowlaną – na pewno nie zaszkodzą budynkowi.
Pęknięcia ścian parterowego domu
Problem z pękającymi ścianami zewnętrznymi dotknął nowego właściciela domu na Dolnym Śląsku, wybudowanego dwadzieścia lat wcześniej. Jest to budynek parterowy o dość prostej, prawie prostopadłościennej bryle o długości 17 m, szerokości 9,5 m i wysokości około 3,5 m, przykrytej kopertowym dachem o czterech połaciach nachylonych w stosunku do poziomu pod kątem nieco ponad 30°.
Przez ostatnie trzy lata dom ten nie był zamieszkały, co – jak można przypuszczać – mogło mieć wpływ na powstanie uszkodzeń ścian zewnętrznych. Wtedy to bowiem z niektórych rynien woda – z deszczu i topniejącego na dachu śniegu – silnie zawilgacała grunt wokół jego fundamentów. Ponieważ jest to grunt spoisty, więc zimą zapewne dochodziło do wysadzin mrozowych, a w ich konsekwencji na wiosnę – do pękania niektórych ścian domu (Fot. 1 i 2).
Słownik
Wyraźne pęknięcia ścian wystąpiły głównie w jednej części domu – w południowo-wschodniej ścianie szczytowej oraz w przylegających do niej fragmentach ścian podłużnych (Fot. 3). Szczególnie dużym uszkodzeniem było – z powodu osunięcia się dwóch narożników ław fundamentowych – powstanie szczelin pomiędzy nimi a ścianami fundamentowymi, wymurowanymi z bloczków betonowych (Fot. 4).
Zobacz: Jak skutecznie naprawić pękniętą ścianę?
Stało się tak dlatego, że ławy pod ścianami zewnętrznymi miały niezbyt duży przekrój poprzeczny, a więc i stosunkowo małą sztywność. Dlatego, gdy znajdujący się pod nimi wysadzinowy grunt zaczął – po ustąpieniu mrozów – zmniejszać swoją objętość, „poszły” za nim w dużo większym stopniu, niż wymurowane na nich z bloczków betonowych ściany fundamentowe. Po prostu ławy okazały się od nich bardziej sztywne, więc podczas osiadania gruntu jedynie w ich poziomych i pionowych spoinach pojawiły się pęknięcia (Fot. 5), a tylko czasem dotyczyło to samych bloczków (Fot. 6).
Warunki gruntowe na działce
Wykonana na zlecenie właścicieli domu opinia geotechniczna potwierdziła, że na działce są trudne pod względem budowlanym grunty. Ich wierzchnią warstwę stanowił nasyp budowlany o grubości kilkudziesięciu centymetrów i niekontrolowanym składzie. Natomiast sam dom posadowiony był na gruntach spoistych w postaci iłów, w których jedynie incydentalnie występowały niewielkie warstwy glin piaszczystych i piasków średnich.
Podczas wykonywania odwiertów do głębokości 3 metrów nie natrafiono wprawdzie na zwierciadło wody gruntowej, ale dla podłoża gruntowego nie miało to istotnego znaczenia. Iły są bowiem gruntami ekspansywnymi, którym wystarczą okresowe zmiany wilgotności, spowodowane opadami atmosferycznymi, by zmieniały swoją objętość, pęczniejąc lub kurcząc się. Takie zmiany, zwłaszcza jeśli są nierównomierne, nie są korzystne dla zbudowanego na nich domu. Do tego wilgotne iły są gruntami wysadzinowymi, więc podczas dużych mrozów znacznie zwiększają swoją objętość i są zdolne unieść posadowiony na nich budynek.
Na wiosnę ogrzany słońcem zmrożony grunt spoisty szybciej odmarza od południowo-wschodniej strony budynku niż od północno-zachodniej. Wtedy zwykle w zawieszonej nad osiadającym gruntem części budynku zaczynają pękać ściany nośne. Dzieje się tak zwłaszcza w budynkach parterowych, w których ławy fundamentowe mają stosunkowo małe przekroje poprzeczne, a więc i małą sztywność. Nie są więc w stanie – przy znacznym i nierównomiernym osiadaniu gruntu – zabezpieczyć ściany fundamentowe i ściany parteru przed uszkodzeniami.
Fundamenty domu
W tym domu zewnętrzne ławy podłużne mają szerokość 45 cm, a poprzeczne – 40 cm. Jedynie pod wewnętrznymi ścianami nośnymi mają one szerokość 50 cm, co jest poprawne z konstrukcyjnego punktu widzenia, ponieważ przenoszą one dodatkowo większość obciążeń z dachu (Rys. 1). Nie zmienia to faktu, że są to nieduże ławy – jedynie niewiele szersze od wymurowanych na nich ścian fundamentowych (Fot. 7).
Wszystkie ławy mają wysokość 40 cm i są posadowione na głębokości 80 cm poniżej terenu, co oznacza, że spełniają wymagania normy o posadowieniach bezpośrednich dla budynków położonych w tym rejonie Polski.
Zobacz: Jak głęboko w gruncie powinny być zagłębione fundamenty domu?
Obciążenia przekazywane na grunt przez parterowe domy jednorodzinne są zwykle nieduże, nic więc dziwnego, że ich ławy fundamentowe mają niewielkie przekroje poprzeczne. Nie jest to jednak dla nich zjawiskiem korzystnym, ponieważ ich bryła jest dużo mniej sztywna niż domów piętrowych, w których taka sama powierzchnia mieszkalna zlokalizowana jest na dwóch kondygnacjach.
Takie wiotkie fundamenty szczególnie źle radzą sobie z zapewnieniem stabilności domów parterowych, jeśli te są posadowione na wysadzinowych gruntach gliniastych i ilastych. Lepiej więc, jeśli w takich domach ławy fundamentowe mają większy przekrój (a więc i większą sztywność), niż by to wynikało jedynie z konieczności nieprzekroczenia dopuszczalnych nacisków na grunt.
Poszerzanie fundamentów
W celu zwiększenia sztywności zewnętrznych ław fundamentowych właściciel domu zdecydował się na ich poszerzenie. Ze względów wykonawczych postanowił zrobić to od ich strony zewnętrznej. Przy takim rozwiązaniu poszerzone ławy nie będą już osiowo obciążone przez ściany domu. Jednak dzięki połączeniu zbrojenia dobetonowanych części ze starymi ławami za pomocą kotew z prętów zbrojeniowych (Fot. 8), wyraźnie wzrośnie ich całkowita sztywność.
Prace związane z poszerzaniem ław przeprowadzono kilkumetrowymi odcinkami przede wszystkim dlatego, by nie dopuścić do zalania wodami opadowymi wykopów wokół budynku, co w takich warunkach gruntowych mogłoby prowadzić do niekorzystnego zawilgocenia gruntu. Do tego znacznie utrudniłoby prowadzenie prac, związanych ze wzmacnianiem fundamentów. Oczywiście końce zbrojenia odcinków już zabetonowanych pozostawiano odkryte, by móc je połączyć ze zbrojeniem następnych (Fot. 9).
Zobacz: Dlaczego fundamentów domu nie powinno się odkopywać na całej długości?
Szczególnie starannie wykonano poszerzenie ław w narożnikach domu, w których pęknięcia ścian parteru były największe (Fot. 10). Zadbano przede wszystkim o to, by końce zbrojenia dobetonowanych pod kątem prostym poszerzeń ław były ze sobą solidnie połączone (Fot. 11).
Po poszerzeniu zewnętrznych ław wokół całego domu (Fot. 12), mocną zaprawą cementową wypełniono szczeliny, które powstały w dwóch narożach pomiędzy ścianami parteru i ścianami fundamentowymi (Fot. 13).
Wzmocnienie naroży ścian fundamentowych
Ponieważ w tych miejscach powstały także pęknięcia w prostopadłych do siebie ścianach fundamentowych, postanowiono wzmocnić je od strony zewnętrznej za pomocą prętów stalowych. W tym celu w każdej warstwie betonowych bloczków wykonano bruzdy (Fot. 14) na pręty, wygięte w kształcie litery L (Fot. 15).
Pręty zbrojące narożniki ścian fundamentowych zakotwiono, wciskając ich końce w otwory nawiercone w bloczkach betonowych (Fot. 16). Po wykonaniu wszystkich bruzd, zbrojenie wzmacniające narożniki osłonięto mocną zaprawą cementową (Fot. 17).
Drenaż opaskowy
Ostatnim etapem prac, związanych ze wzmocnieniem fundamentów, było wykonanie wokół nich drenażu opaskowego. Jego zadaniem jest przejmowanie wód opadowych z bezpośredniego sąsiedztwa domu i odprowadzanie ich do znajdującej się na działce studni chłonnej.
Drenaż ten został tak wykonany, by uniemożliwić – a przynajmniej zdecydowanie ograniczyć – możliwość zawilgacania gruntu pod ławami fundamentowymi. Dzięki temu zostałyby wyeliminowane wysadziny mrozowe, będące przyczyną uszkodzeń ścian domu, gdyż nawet grunty ilaste i gliniaste nie zwiększają podczas mrozów swojej objętości, jeśli są suche.
Po wykonaniu nowego ocieplenia ścian fundamentowych płytami z polistyrenu ekstrudowanego (Fot. 18), na dnie wykopu ułożono folię budowlaną, by woda płynąca drenażem nie zawilgociła gruntu w sąsiedztwie ław. Na niej ułożono rury drenarskie, otoczone dookoła żwirem.
Następnie drenaż osłonięto od góry geowłókniną, by nie przenikał do niego grunt rodzimy, którym zasypano wykop, a tym bardziej ułożona na nim warstwa ziemi roślinnej. Wcześniej wykonano izolację przeciwwilgociową na dobetonowanej części ław fundamentowych oraz osłonięto folią tłoczoną (kubełkową) ocieplenie ścian fundamentowych (Fot. 19).
Po częściowym zasypaniu drenażu gruntem, ułożono na nim płyty styropianowe o grubości 5 cm (Fot. 20), stanowiące ocieplenie drenażu i gruntu w okolicach ław fundamentowych. Dzięki temu do ich zamarznięcia mogłoby dojść jedynie podczas dużych mrozów, które na szczęście – z powodu zmian klimatycznych – nie zdarzają się teraz zbyt często.
Ostatni etap prac, związanych ze wzmocnieniem fundamentów, mającym na celu zwiększenie odporności całego domu na nierównomierne odkształcenia gruntu na działce, było zasypanie wykopów i ułożenie wokół domu warstwy ziemi roślinnej (Fot. 21).
