Jakie są sposoby na wzmocnienie fundamentów?

W tym artykule opisałem możliwe przyczyny z powodu których fundamenty mogą ulec uszkodzeniu. W tym chciałbym skupić się na metodach naprawy, wzmocnienia fundamentów. Powyższego można dokonać poprzez:

1.) wzmocnienie i stabilizację gruntu,

2.) wzmocnienie, usztywnienie, lub pogłębienie fundamentów,

3.) zabezpieczenie od wstrząsów,

 

1.)   Wzmocnienie i stabilizacja gruntu.

Wzmocnienie i stabilizację gruntu zapewni wykonanie przegród pionowych – ścianek szczelinowych i ścianek szczelnych. Ściana szczelinowa to ściana wykonana z betonu, lub żelbetu, uformowana w szczelinie wykopanej w gruncie. Ściana szczelna, to lekka konstrukcja oporowa, składająca się z elementów stalowych, żelbetowych, drewnianych, lub PVC – zagłębianych w grunt, ściśle jeden obok drugiego, aby całość stanowiła szczelną płytę obciążoną siłami poziomymi. Dzięki temu rozwiązaniu, odgrodzony ściankami grunt będzie zabezpieczony przed destrukcyjnym działaniem np. wód podziemnych.

Drugim sposobem jest utwardzenie gruntu poprzez petryfikację – czyli wstrzykiwanie utwardzacza, aby utrwalić grunt w formie niepodatnej na zmiany. Proces można wykonać poprzez zastrzyki mleczka cementowego, roztworu szkła wodnego, chlorku wapnia lub innych dodatków. Jedna z metod jest wysokociśnieniowa – może powodować niebezpieczeństwo wysadzenia posadzek, lub podniesienia fundamentu. Druga z metod to elektropetryfikacja – wykorzystująca zjawiska elektrokinetyczne. Prąd przepływając przez uszczelniany grunt pomiędzy zagłębionymi w nim dwiema elektrodami, powoduje ruch wody gruntowej; wprowadzony do gruntu preparat uszczelniający (zaczyn cementowy, szkło wodne) jest przez wodę rozprowadzany równomiernie i wiąże cząsteczki gruntu w monolit o dużej wytrzymałości.

Trzecim sposobem – na terenach szkód górniczych - jest zasypanie wyrobisk i tuneli podziemnych – metodą górniczą - podsadzką stabilizowaną, metodą górniczą – wtłaczaną przez nawiercane otwory. Prace w podziemiach są bardzo niebezpieczne i nieraz trudne do realizacji, ponieważ niejednokrotnie trzeba je prowadzić tuż pod fundamentami uszkodzonych budynków, które w razie niedopatrzenia grożą zawaleniem. Bywa również, że grunt jest tak osłabiony, że w każdej chwili może grozić osuwem. Stąd prace zabezpieczające zwykle prowadzone są bardzo ostrożnie i są rozłożone na dłuższy okres czasu. Równolegle z tymi pracami, a w wielu wypadkach i wcześniej, muszą być prowadzone roboty związane z zabezpieczeniem zagrożonych obiektów budowlanych i terenu. W zakresie zabezpieczenia powierzchni terenu prace powinny zmierzać przede wszystkim do zabezpieczenia podłoża przed penetracją wody i wilgoci oraz przed działaniem wstrząsów. Najbardziej destrukcyjny wpływ na podłoże z wyrobiskami wywiera brak właściwego odpływu wód powierzchniowych, a zwłaszcza opadowych z jezdni arterii komunikacyjnych. Należy zapobiec temu, aby woda, gromadząc się na jezdni, przeciekała do podziemi.

Czwartym sposobem jest stabilizacja warstw pełzających i osuwisk za pomocą elektroosmozy, petryfikacji, pali żelbetowych lub stalowych, aby związać wierzchnie niestabilne warstwy gruntu z niższymi – stabilnymi.

2.)   Wzmocnienie, usztywnienie, lub pogłębienie fundamentów.

Usztywnienie stosuje się w przypadku ruchów tektonicznych, braku dylatacji lub niejednolity grunt, z czego wynika nierównomierne osiadanie budynku.

Poszerzanie ław fundamentowych – poprzez obustronną dobudowę odsadzek żelbetowych powiązanych zbrojeniem lub przez wywiercone otwory. Dobudowane części mogą być również powiązane ze sobą kablami sprężonymi, można również podłożyć pod fundament nową ławę żelbetową.

Pogłębianie fundamentów wynika zarówno z konieczności wykonania podpiwniczenia budynku, jak i potrzeby „podpięcia” się pod niżej leżące warstwy nośne. Zazwyczaj wynika z powodu wzrostu obciążenia lub osłabienia wytrzymałości warstw, na których posadowiono obiekt. Pogłębienie może być wykonywane poprzez monolityczną podbudowę - wykonywaną odcinkowo - lub za pośrednictwem pali i studni.

Podbijanie fundamentów jest jedną z najpopularniejszych metod. Można je wykonać w układzie jedno, lub dwurzędowym. Podbijanie fundamentów w układzie jednorzędowym polega na ustawieniu bezpośrednio pod fundamentami prefabrykowanych pali, a następnie wciśnięciu ich w głąb gruntu za pomocą podnośników hydraulicznych. Na koniec głowice poddaje się obetonowaniu. W układzie dwurzędowym – pale są wiercone, wbijane lub wkręcane po obu stronach fundamentu, a następnie łączy poprzecznie belkami stalowymi lub żelbetowymi. Popularnym zastosowaniem są mikropale wiercone przez fundamenty pod różnymi kątami, lub studnie z betonowych kręgów – wpuszczane w grunt i wypełniane betonem.

3.)   Zabezpieczenie przed wstrząsami.

Potrzeba zabezpieczenia obiektu przed wstrząsami wynika z powodu nasilającego się ruchu kołowego, lub kolejowego. W tym wypadku należy osłabić moc wstrząsów i wibracji gruntu. Wykonuje się to poprzez szczelne ścianki osłonowe i oporowe. Inne sposoby to zwiększenie masy budynku przez wzmocnienie i pogłębienie fundamentów, oraz usztywnienie obiektu stropami, wieńcami i innymi stężeniami.

autor tekstu: mgr. inż. arch. Przemysław Jaworski. Data opracowania tekstu: 01.12.2018