Kopanie fundamentów w glinie

Przede wszystkim warto zacząć od zrozumienia natury gruntów, na których mamy pracować. Gleby ilaste charakteryzują się stosunkowo niewielką przepuszczalnością wody, co oznacza, że po opadach deszczu mogą być bardzo plastyczne, a nawet lepka i ciągnąca się masa może utrudnić prace ziemne. Piaski natomiast łatwo przesiąkają wodę, ale cechują się niższą spójnością, co sprzyja osypywaniu się ścian wykopu. Przy planowaniu wykopu pod fundamenty trzeba wziąć pod uwagę te różnice, bowiem od nich uzależnione będą metody zabezpieczenia skarp oraz ewentualne odwadnianie (segregator na egzamin ustny - pytania i opracowane odpowiedzi).

Zanim przystąpimy do właściwych prac koparką czy łopatą, teren należy oczyścić z ewentualnych kamieni, korzeni i gruzu, a także oznaczyć dokładne wymiary przyszłego wykopu. W przypadku gliny dobrze jest zaplanować prace tak, aby wykonywać wykop w suchych warunkach pogodowych albo krótko po okresach bezopadowych, gdy gleba jest sucha i bardziej zwarta. Jeżeli gleba ilasta jest przesycona wodą, może stać się śliska i trudno będzie utrzymać pionowe ściany wykopu, dlatego często stosuje się niewielkie pochylenie ścian lub deskowanie w newralgicznych miejscach.

Ryzyko osuwania się ścian

W piaskach należy natomiast myśleć o zwiększonym ryzyku osuwania się ścian. W zależności od rodzaju piasku (np. piasek drobny czy gruboziarnisty) granica kąta naturalnego spoczynku będzie różna, lecz najczęściej przyjmuje się, że pionowe ściany mogą wymagać podparcia lub wykonania wykopu z pochyleniem ścian o kąt rzędu 30–45°, aby uniknąć samoczynnego zsuwania się gruntu. Jeżeli wykop ma być głęboki, a przestrzeń między krawędzią wykopu a zabudowanymi ścianami sąsiednich budynków jest ograniczona, konieczne jest zastosowanie rozwiązań tymczasowego rozparcia – na przykład grodzic stalowych albo ściągów zbalastrowanych deskami i stopniami żelbetowymi (program TESTY UPRAWNIENIA BUDOWLANE - wersja na komputer).

Zarówno przy wykopach w glinie, jak i w piaskach, bardzo istotne jest kontrolowanie poziomu wód gruntowych. Jeśli woda z warstwy wodonośnej zacznie napierać na dno wykopu, ściany mogą się podkopać lub grunt nie wytrzymać naporu, co grozi zalaniem wykopu. W takim wypadku należy rozważyć zastosowanie igłofiltrowego odwadniania lub studni depresyjnych rozmieszczonych wokół planowanego wykopu, by tymczasowo obniżyć poziom wód gruntowych. W piaskach, które dobrze przewodzą wodę, odprowadzenie jej jest łatwiejsze, ale równocześnie szybciej wypełni się wykop wodą, jeżeli działanie pomp odwadniających będzie zbyt słabe względem dopływu. W przypadku gliny przepływ wód jest wolniejszy, lecz woda może zatrzymywać się tuż przy dnie wykopu, tworząc błotniste warunki. W takiej sytuacji warto wcześniej utworzyć odpowiednie rynny odprowadzające wodę opadową w odległości kilku metrów od miejsca prac.

Prace koparką

Prace koparką zaczyna się zwykle od usunięcia warstwy humusu i wierzchniego gruntu, po czym następuje nalewanie wykopu zgodnie z wyznaczonymi sznurkami i szpilkami. W glinie, gdy ściany pozostają względnie stabilne, wykop można prowadzić niemal pionowo, ale trzeba pilnować, czy na skutek nacisku górnej części gruntu nie zaczynają się tworzyć uskoki. W razie ich pojawienia się najlepiej wtedy nieco odsunąć skarpę będącą zagrożoną zsunięciem i ewentualnie podstawić deskowanie lub wsporniki. W piaskach natomiast zaleca się od razu wykonywać wykop z pochyleniem lub zastosować ściany szczelne. Do wykonania ścian szczelnych można użyć grodzic wbijanych mechanicznie albo wykonywanych metodą ślizgowo – co pozwala ograniczyć obsypywanie się gruntu do wnętrza wykopu (segregator aktów prawnych).

Gdy już osiągniemy założoną głębokość, warto sprawdzić, czy dno wykopu jest równe i czy nośność podłoża spełnia wymagania projektowe. W glinie może zdarzyć się, że nierówności dna pochłoną większą ilość betonu na podsypkę, dlatego często przed wylaniem chudziaka betonowego wyrównuje się podłoże podsypką z piasku zagęszczanego albo cienką warstwą betonu podkładowego. W piasku należy zwrócić uwagę, aby warstwa wyrównawcza nie została wypłukana przez wlewający się beton; czasami stosuje się wtedy łatwo rozpuszczalny geowłókninowy separator, który zapobiega mieszaniu się piasku z zaprawą.

Niekontrolowane pęknięcia

W obu rodzajach gruntu nie można zapominać o zachowaniu odpowiednich odległości od sąsiednich konstrukcji, w tym instalacji podziemnych. W piasku wibracje koparki i ciężki sprzęt mogą spowodować przemieszczanie się ziaren, co skutkuje zapadaniem się powierzchni poza granicą wykopu. W glinie zaś przemieszczanie piarżystej masy przy dużym obciążeniu może wywołać niekontrolowane pęknięcia. Dlatego w rejonach, gdzie ryzyko jest większe, często wprowadza się dodatkowe pomiary inklinometryczne czy geodezyjne, by na bieżąco kontrolować stan skarp i ewentualne odkształcenia (uprawnienia budowlane).

Jeżeli na dnie wykopu pojawi się woda lub wilgoć w ilości uniemożliwiającej dalsze prace, należałoby uruchomić pompy zatapialne i zapewnić stałą ewakuację wody. W glinie oddzielanie wody od gruntu może być nieco trudniejsze, bo błoto szybko zapycha pompy, więc wskazane jest stosowanie sit lub filtrów przed zasysaniem wody, aby chronić sprzęt. Piasek, jako grunt bardziej przepuszczalny, zdecydowanie szybciej „wyrzuca” wodę przeponę w kierunku odwiertów osuszających, lecz wtedy powstaje pytanie, czy nasze wypompowane ilości nadążają za dopływem. Stosując metodę igłofiltrową, w gruncie piaszczystym trzeba często gęściej ustawiać igły, co generuje wyższe koszty, ale minimalizuje ryzyko wzrostu poziomu wód podczas prac.

Bezpieczne skarpy

Bezpieczne skarpy zaczynają się od właściwej oceny rodzaju gruntu oraz warunków panujących na placu, gdyż różne materiały gruntowe mają odmienną nośność i tendencje do osuwania się. W glinach i iłach, które są względnie spoiste, można zwykle przyjąć stosunkowo stromą linię nachylenia, ale jednocześnie trzeba brać pod uwagę, że przy zawilgoceniu takie skarpy mogą stracić swoją stabilność – zwłaszcza jeśli woda gromadzi się u podstawy czy przesącza się wzdłuż spągu wykopu. W piaskach z kolei, gdzie spójność ziaren jest mniejsza, a kąt tarcia wewnętrznego niższy, skarpy muszą być łagodniejsze, by uniknąć samoczynnego zsuwania się materiału. W praktyce oznacza to, że w gruncie piaszczystym kąt nachylenia skarpy powinien być dostosowany do nośności i wilgotności – im bardziej ziarnisty, suchy i zagęszczony piasek, tym bliżej pionu można pracować, choć wciąż bez przekraczania granicy w okolicach 30–35 stopni względem poziomu (program egzamin ustny).

Uwzględnienie poziomu wód gruntowych

Kolejnym elementem, który decyduje o trwałości i bezpieczeństwie skarpy, jest uwzględnienie poziomu wód gruntowych. Jeżeli zwierciadło wody znajduje się wysoko, górne warstwy mogą być wilgotne, a napór wody na spąg skarpy może inicjować powolne ruchy gruntowe. Dlatego w miejscach, gdzie podłoże jest narażone na napór wody, zaleca się najpierw osuszenie terenu – na przykład poprzez tymczasowe drenaże lub igłofiltry – a dopiero potem przystąpienie do profilowania skarpy. W przeciwnym razie nawet dobrze zaprojektowana geometria nachylenia nie zapewni stabilności, bo wilgoć z czasem rozmiękczy grunt i rozluźni strukturę. Warto również pamiętać, że krótkotrwałe opady mogą zmienić kąt tarcia gruntu, więc podczas większych prac ziemnych należy stale monitorować wilgotność podłoża, zwłaszcza na skarpach o większym nachyleniu (program TESTY UPRAWNIENIA BUDOWLANE - aplikacja na telefon).

Kiedy mówimy o bezpiecznych skarpach, nie można pominąć roli obciążeńowych czynników zewnętrznych. W bezpośrednim sąsiedztwie wykopu często znajdują się ciężkie maszyny lub składowiska materiałów, które stanowią dodatkowe obciążenie przy krawędzi. Nawet niewielkie przemieszczenie tych ładunków bliżej brzegu może zwiększyć naprężenia w gruncie i spowodować lokalne zawały. Z tego powodu właściwe odsunięcie maszyn budowlanych oraz unikanie składowania materiałów bezpośrednio u stóp skarpy to najprostsze, aczkolwiek kluczowe, działania. Gdy taka eksploatacja terenu jest nieunikniona, należy rozważyć zastosowanie tymczasowych zabezpieczeń, na przykład w postaci materacy geokratowych czy geosiatkowych, które rozkładają obciążenie na większą powierzchnię, lub deskowania wzmacniającego, zamontowanego bezpośrednio przy krawędzi wykopu.

Zakończenie prac ziemnych

Na zakończenie prac ziemnych konieczne jest uporządkowanie placu budowy, usunięcie urobku i materiałów resztkowych, a także wstępne zabezpieczenie wykopu przed deszczem czy dużym nasłonecznieniem (zwłaszcza w okresach wiosenno-letnich), by ziemia nie dochodziła do skrajnie niskiej wilgotności ani zbyt wysokiej. Dopiero po takim przygotowaniu można przystąpić do zbrojenia dna wykopu i wykonania ław fundamentowych zgodnie z projektem konstrukcyjnym. Szczególną uwagę warto zwrócić na to, aby na glinie roboty zbrojarskie i betonowanie odbywały się możliwie szybko po wykopaniu, zanim grunt ponownie się uwodni, a w piaskach – aby ruchy mas ziemnych nie wpłynęły negatywnie na kształt i wymiary gotowej ławy (opinie o programie).