Buduj na pewnym gruncie
W czym pomoże geotechnik
Aby uniknąć przykrych niespodzianek, warto wiedzieć, na jakim gruncie będziemy budować. Jego ocenę powierzmy fachowcowi. Detektywami od gleby i wód podziemnych są geotechnik lub geolog.
Badanie gruntu z reguły nie jest obowiązkowe. Do niedawna trzeba je było wykonywać tylko wówczas, kiedy dom miał stanąć na terenie o trudnej lub skomplikowanej strukturze geologicznej. W większości przypadków wystarczyła więc opinia o warunkach gruntowych zawarta przez architekta w projekcie domu bądź jego adaptacji. Od 2012 r. sytuacja nie jest zupełnie jasna. To architekt powinien oceniać, czy ekspertyza jest konieczna.
Nie zdziwmy się jednak, że mimo iż architekt nie zleci zrobienia opinii, organ wydający pozwolenia na budowę upomni się o nią.
W praktyce opinia geotechniczna nie będzie potrzebna, jeśli w sąsiedztwie stoją obiekty podobne do naszego.
Generalnie zawsze warto wynająć geotechnika lub geologa z uprawnieniami geologiczno-inżynierskimi. Fachowiec taki rzuci okiem w głąb ziemi. Powie, czy gdzieś tam pod trawą nie ukrywają się grunty o słabej nośności albo niejednorodnej strukturze. Nie umkną jego uwadze ciekawostki w postaci śladów po starych gliniankach bądź wyrobiskach żwiru. Sprawdzi obecny poziom wód gruntowych i ustali, jak bardzo może się on podnosić. Ostrzeże nas przed osuwiskiem i szeregiem innych pułapek kryjących się pod powierzchnią działki. Musimy bowiem wiedzieć, że 60-70% wszystkich obserwowanych uszkodzeń ścian wynika z nierównomiernego osiadania budynków. To z kolei efekt budowy na niewłaściwym lub źle przygotowanym gruncie albo wynik zaprojektowania standardowych fundamentów dla niestandardowego gruntu.
Pomoc geotechnika nie będzie konieczna wówczas, kiedy działka jest usytuowana na płaskim terenie, a my z góry zdecydowaliśmy się posadowić dom na płycie fundamentowej. To metoda najbardziej uniwersalna. Płyta zapewnia równomierne rozłożenie obciążeń na podłoże, jest także robiona na niewielkiej głębokości i zazwyczaj nie grozi jej nawet wysoki poziom wód gruntowych.
O gruncie mówi się, że to najważniejszy element konstrukcji budynku. To on utrzymuje ciężar domu. Geotechnik dokładnie zbada jego właściwości
fot. Daan Kloeg/Schutterstock.comWarunki gruntowe
1. Proste
Grunt jest nośny, a jego warstwy są ułożone równolegle do poziomu terenu. Nie występuje zagrożenie ze strony wód gruntowych. Ich poziom znajduje się poniżej poziomu posadowienia budynku. Brak skarp i osuwisk.
2. Trudne (złożone)
Występują grunty o słabej nośności, na przykład organiczne – mady, torf. Warstwy gruntu nie są ciągłe. Istnieje prawdopodobieństwo, że poziom wód gruntowych będzie podnosił się ponad poziom posadowienia budynku. W gruncie znajdują się tak zwane soczewki wodne.
3. Skomplikowane
Działka jest na terenie szkód górniczych, na osuwisku albo tam, gdzie występują zjawiska krasowe (rozpuszczanie przez wodę wapieni lub gipsów) bądź kurzawka (przemieszczanie się nawodnionych piasków).
Główną czynnością diagnostyczną w obrębie gruntu jest wykonywanie nawiertów w celu pozyskania próbek gleby do analizy
fot. Piotr MastalerzSpecjalista do rozpracowania podziemia
Badanie gruntu można powierzyć geotechnikowi lub geologowi. Geotechnik i geolog z uprawnieniami geologiczno-inżynierskimi mogą dokonywać badań i wystawiać ekspertyzy geotechniczne w przypadku budynków I lub II kategorii geotechnicznej. Gdy budynek kwalifikuje się do III kategorii – geologa musi zastąpić geotechnik Ekspertyza geotechniczna nie ma na celu wyłącznie zaspokojenia naszej ciekawości. Jest dokumentem przydatnym architektowi, który będzie projektował dom lub dokonywał adaptacji projektu katalogowego. Ten, znając specyfikę gruntu, zdoła zaplanować najodpowiedniejszy i przy tym najekonomiczniejszy sposób posadowienia budynku. Ustali, jaki rodzaj fundamentów będzie odpowiedni dla danego gruntu. W praktyce może to oznaczać wykonanie zarówno ław, jak i ścian fundamentowych w konstrukcji monolitycznej (żelbetowej) albo zwiększenie przekrojów i zbrojenia ław. Możliwości jest tu zresztą znacznie więcej, z posadowieniem na palach lub kręgach betonowych włącznie.
W razie stwierdzenia gruntów o niskiej nośności (piaski) opinia geotechniczna będzie podstawą na przykład do wykonania tak głębokich wykopów, które dotrą do bardziej nośnej warstwy. Może to być również wskazówką do wymiany gruntu na bardziej nośny.
Jeśli okaże się, że grunt jest nieprzepuszczalny, a woda gruntowa ma tendencję do okresowego podnoszenia swego poziomu, wówczas warta rozwagi będzie płyta fundamentowa w miejsce planowanych początkowo fundamentów tradycyjnych (ławy i ściany fundamentowe). Geotechnik może bowiem uznać, że woda grozi podmywaniem ław i stóp fundamentowych lub będzie powodować pęcznienie gruntu pod nimi, co w obu przypadkach skończy się nierównomiernym osiadaniem domu.
Taka niekorzystna ekspertyza geotechniczna odwiedzie nas z pewnością od pomysłu na budowę piwnicy, gdyż w takich warunkach jej szczelne zaizolowanie może być bardzo trudne i kosztowne.
Pozostańmy jeszcze przy izolacjach. Szczegółowe ustalenie warunków gruntowych i wodnych na działce da nam oraz wykonawcom cenne wskazówki odnośnie do rodzaju hydroizolacji podziemnych części domu. Jeśli pod nogami skrywa się grunt przepuszczalny, wystarczy hydroizolacja typu lekkiego – najtańsza i najprostsza do wykonania. Nie sprawdziłaby się wtedy, gdyby podłoże było gliniaste, zatrzymujące wodę opadową. Wtedy bowiem potrzebna jest izolacja typu przynajmniej średniego, a może nawet ciężkiego, stosowana zwyczajowo w przypadku zagrożenia wysokim poziomem wód gruntowych i ich napieraniem na fundament.
Geotechnik zdecyduje też, czy oprócz hydroizolacji potrzebny będzie też drenaż opaskowy, czyli instalacja odbierająca wodę gromadzącą się przy fundamentach i odprowadzająca ją w wyznaczone miejsce.
Normy geotechniczne
Opinie i ekspertyzy geotechniczne powstają w oparciu o polskie normy:
- PN-98/B-02479 Geotechnika. Dokumentowanie geotechniczne. Zasady ogólne;
- PN-96/B-04480 Grunty budowlane. Określane symbole, podział i opis gruntów;
- PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badanie próbek gruntu;
- PN-88/B-04452 Geotechnika. Badania polowe;
- PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli.
Koniecznie wezwijmy geotechnika, jeśli nasza działka jest usytuowana na skarpie, na terenach piaszczystych, zalewowych lub jeżeli czasami zalega na niej woda
fot. Andrzej T. Paplińskimgr Andrzej Kadłubowski, geotechnik
Typ fundamentów a rodzaj gruntu
Fundamenty w postaci ław fundamentowych. Wykonuje się je na podłożu nośnym, jednorodnym (na przykład tylko piaski albo tylko gliny), o obciążeniu dopuszczalnym qdop. = 150 kPa bądź na mało ściśliwym podłożu niejednorodnym (pod fundamentami występują różne grunty), o obciążeniu dopuszczalnym qdop. = 200 kPa.
Ruszt fundamentowy. To wzajemnie przenikające się podłużnie i poprzecznie ławy fundamentowe. Stosuje się je na podłożu słabym (na przykład grunty piaszczyste w stanie zbliżonym do luźnego lub grunty spoiste w stanie plastycznym bądź organiczne – na przykład namuły) i niejednorodnym, o obciążeniu dopuszczalnym qdop. = 100-150 kPa.
Płyty fundamentowe. Stosuje się je na podłożu zbudowanym z gruntów o słabych parametrach geotechnicznych, niejednorodnych, o różnej lub dużej ściśliwości (na przykład namuły), przy zwierciadle wody powyżej poziomu posadowienia i o obciążeniu dopuszczalnym qdop. ≤ 100 kPa.
Geotechnik może zalecić zrobienie solidniejszych izolacji fundamentów lub zaproponować zastąpienie zwykłych fundamentów płytą fundamentową
fot. Kalbar
O nierównomiernym osiadaniu budynku świadczą rysy i pęknięcia na ścianach, które najczęściej biegną po skosie i w pobliżu nadproży.
fot. Andrzej T. PaplińskiIle za ekspertyzę
Kwota, jaką przyjdzie wydać na geotechnika lub geologa, nie jest mała, ale w ogólnym budżecie budowy prezentuje się raczej skromnie. Ekspertyza geotechniczna kosztuje obecnie od 700 do ponad 6000 zł zależnie od tego, ilu i jakich badań dotyczy. Za podstawową opinię geotechniczną (dla domu o pierwszej kategorii geotechnicznej) płaci się średnio około 1000 zł. Więcej zapłacimy, gdy działka jest usytuowana na trudnym terenie.
Jedna wizyta wystarczy
Geotechnika lub geologa warto wezwać, jeszcze zanim zdecydujemy się na konkretną działkę. Za zgodą obecnego właściciela dokona on ekspertyzy – sprawdzi, czy pod ziemią nie czają się żadne niespodzianki mogące utrudnić poprawne posadowienie budynku.
Jeśli działki nie kupujemy, tylko otrzymujemy ją w spadku albo jako darowiznę, wtedy badania powinny być zrobione przed kupnem projektu. W najgorszym razie trzeba z nimi zdążyć przed rozpoczęciem prac ziemnych.
Fachowca, który ma uprawnienia geotechniczne, znajdziemy tam, gdzie wszystko inne, czyli w Internecie. Poszukiwanie warto zacząć wcześnie, tak żeby wizyta specjalisty odbyła się w miesiącu umożliwiającym dokonanie badań, czyli najlepiej od kwietnia do grudnia.
Przewodnik po dokumentacji
Opinia geotechniczna. To dokument sporządzany przez geotechnika albo geologa. Zostaje w nim określona kategoria geotechniczna budynku i zakres badań koniecznych do przeprowadzenia na miejscu budowy. Do opinii dołączane są szkic lokalizacji działki i podstawowe informacje o niej. Zamieszczone w niej dane dotyczące gruntu są zaczerpnięte ze źródeł archiwalnych, map geologicznych lub wstępnych badań geotechnicznych.
Dokumentacja badań geotechnicznych. Zamawiając opinię, warto, a niekiedy (o czym wspomnieliśmy wcześniej) trzeba wzbogacić ją o dokumentację badań geotechnicznych przeprowadzonych na miejscu. Dzięki niej poznamy charakterystykę warunków wodnych, charakterystykę gruntu, orientacyjne obliczenia dotyczące nośności gruntu.
Projekt geotechniczny. Niekiedy bywa niezbędny. Zawarte są jest w nim między innymi prognoza zmian właściwości gruntu, obliczenia dotyczące nośności i osiadania podłoża gruntowego, opis wykonania trudniejszych prac ziemnych.
Dokumentacja geologiczno-inżynierska. Wykonywana jest w oparciu o wcześniejsze dokumentacje. Obejmuje więc podobne elementy jak opinia, dokumentacja badań i wspomniany projekt.
Jest potrzebna w przypadku występowania skomplikowanych warunków gruntowych. Dokumentacja ta musi być zatwierdzona w starostwie.
Trzy kategorie geotechniczne
1. Kategoria I
Należą do niej budynki jednorodzinne lub gospodarcze o jednej albo dwóch kondygnacjach naziemnych. Dla tej kategorii wymagana jest przeważnie tylko opinia geotechniczna. Jeśli architekt uzna to za potrzebne, trzeba do niej dołączyć dokumentację badań podłoża gruntowego (zasadnicza ekspertyza geotechniczna) i projektu geotechnicznego. Gdy dom stoi na skarpie, należy też zrobić analizę stateczności skarpy.
2. Kategoria II
Zaliczmy do niej podobne budynki co w przypadku kategorii pierwszej, posadawiane w prostych lub złożonych warunkach gruntowych.Dla tej kategorii wymagane są jednak badania geotechniczne i potwierdzająca je ekspertyza oraz projekt geotechniczny. Jeśli warunki posadawiania takich budynków mają być skomplikowane, wówczas dodatkowo trzeba sporządzić dokumentację geologiczno-inżynierską.
3. Kategoria III
Należą do niej obiekty budowlane posadawiane w skomplikowanych warunkach gruntowych, budynki nietypowe, które mogą stwarzać poważne zagrożenie dla użytkowników (na przykład elektrownie, zapory), budynki o głębokości posadowienia bezpośredniego większej niż 5 m, obiekty o więcej niż jednej kondygnacji podziemnej, wysokościowce itp.
Sondowanie gruntu
Kiedy geotechnik zjawi się na naszej działce, wykona kilka odwiertów sięgających 4-6 m. Liczba wierceń zależy między innymi od wielkości działki. Na podstawie tak zwanego profilu geologicznego ustali on: ile warstw gruntu znajduje się pod powierzchnią, jakiego rodzaju są to grunty jakie są ich parametry fizyko-mechaniczne (spoistość i plastyczność, wilgotność, barwa) obecność i ilość wody na danych głębokościach.
W szczególnych przypadkach może zajść potrzeba przeprowadzenia dokładniejszej analizy i wtedy próbki gruntu wędrują do laboratorium. Tam zostaną precyzyjnie ustalone rodzaj i parametry gruntu (na podstawie procentowej zawartości jego poszczególnych frakcji).
Jeśli geotechnik stwierdzi występowanie gruntów niespoistych (piaski, żwiry), trzeba dodatkowo ocenić stopień ich zagęszczenia, posługując się metodą sondowania dynamicznego. Polega ona na wbijaniu sondy za pomocą swobodnie spadającego ze stałej wysokości odważnika i liczeniu uderzeń potrzebnych do jej zagłębienia w gruncie na określoną głębokość.
Podobnemu celowi służy metoda sondowania statycznego. W jej przypadku sondę wciska się w grunt w jednostajnym tempie.
Diagnoza i zalecenia
Sucha analiza warunków gruntowych i wodnych mogłaby być dla wielu z nas nie całkiem zrozumiała. Dlatego geotechnik podaje pewne konkretne wskazówki przydatne projektantowi, inwestorowi i wykonawcom. Może na przykład zaznaczyć, że wykopy można robić tylko w suchym okresie i wyłącznie przy zastosowaniu narzędzi ręcznych, ponieważ wprowadzenie ciężkiego sprzętu mogłoby naruszyć strukturę gleby.
Czasem zaleca wymienić grunt, gdy ten jest zbyt plastyczny. Z myślą o bezpieczeństwie robotników może też określić maksymalny stopień nachylenia ścian wykopu.
Podsumowanie
Jeśli z powodu oszczędności nie decydujemy się na to, aby wydać kilkaset złotych lub kilka tysięcy złotych na ekspertyzę geotechniczną, podejmujemy ogromne ryzyko. Fundamenty naszego domu mogą zostać zbudowane i zaizolowane w sposób nieadekwatny do istniejących warunków gruntowych i wodnych. W najlepszym razie przepłacimy za zbyt solidne posadowienie, niż wymaga sytuacja, a w najgorszym narazimy budynek na poważne uszkodzenia. Naprawy źle wykonanych fundamentów (na przykład podbetonowywanie lub podmurowywanie) są zawsze bardzo kosztowne i ogromnie pracochłonne.
To samo dotyczy zabiegów dotyczących wzmacniania gruntu (to na przykład zastrzyki cementowe mające związać zbyt sypki grunt pod ławami lub tak zwane zeskalanie i osuszanie gruntu metodą elektroosmozy). Można się przed taką ewentualnością ustrzec, w porę wzywając do pomocy fachowca.
