Jaki wpływ ma głębokość przemarzania gruntu na posadowienie fundamentów?

---

Podczas budowy domu pod uwagę, należy wziąć wiele czynników, które mogą bezpośrednio wpływać na stan i bezpieczeństwo całego przedsięwzięcia. Woda, która pod wpływem mrozu zamarza, tworzy tzw. wysadziny mrozowe. Okazuje się, że głębokość przemarzania ma ogromny wpływ nie tylko na posadowienie fundamentów, ale także na stan instalacji wodno-kanalizacyjnych czy wymienników stosowanych w pompach ciepła, które znajdują się w gruncie. Dlatego już podczas planowania i tworzenia projektu ważna jest znajomość, jaka w danym miejscu znajduje się strefa przemarzania. Mapa została określona w polskiej normie PN-81/B-03020 i może okazać się pomocna w określeniu głębokości stref w poszczególnych obszarach Polski. 

Czym jest głębokość przemarzania?

Głębokość przemarzania gruntu jest to odległość mierzona od powierzchni ziemi do miejsca, gdzie dosięga ujemna temperatura. Zazwyczaj w gruncie znajdują się cząstki wody, które zamarzają, zwiększając przy tym swoją objętość. Dzieje się tak w momencie spadku temperatury poniżej zera, dlatego przemarzanie gruntu jest okresowym zjawiskiem. Zamarznięte cząstki wody poprzez zwiększenie objętości szukają miejsca, a w sytuacji napotkania przeszkody tworzą tzw. wysadziny mrozowe. Dlatego tak istotna podczas planowania inwestycji jest mapa przemarzania gruntu, która pozwala uniknąć uszkodzenia lub zniszczenia fundamentów i innych części składowych budynku. 

Strefy przemarzania w Polsce

W Polsce strefy przemarzania gruntu zostały podzielone na cztery strefy, a wszystko w celu ułatwienia pracy architektom. 

• Strefa I - to zachodnia część Polski, gdzie głębokość przemarzania została określona na poziomie 0,8 m. 
• Strefa II - to obszar ciągnący się od Pomorza Środkowego po Przedgórze Karpackie i Lubelszczyznę. Głębokość przemarzania to 1 m. 
• Strefa III - to część województwa warmińsko-mazurskiego, podlaskiego, Kielce i Przedgórze Karpackie, obszar przemarzania to 1,2 m. 
• Strefa IV - to największe przemarzanie i obejmuje obszar Suwalszczyzny, głębokość w tej strefie wynosi 1,4 m.  

Od czego zależna jest głębokość przemarzania gruntu? 

Głębokość, na jakiej dochodzi do przemarzania gruntu, jest bardzo istotna dla planowania budowy. Jednak jakie czynniki decydują o tym, na jakiej głębokości dochodzi do przemarzania gruntu? Są to:

• uwarunkowania klimatu  - temperatura, siła i kierunek wiatru, intensywność opadów deszczu, grubość pokrywy śnieżnej oraz siła promieniowania słonecznego,
• ukształtowanie terenu - to czy jest to teren pofałdowany, płaski, osłonięty lub zakryty,
• zagospodarowanie terenu - rodzaj zabudowy i roślinność,
• ukształtowanie gruntu - jego rodzaj, stan, skład, struktura, układ warstw, wilgotność, poziom nasycenia czy poziom wód gruntowych.

Głębokość przemarzania gruntu, a co za tym idzie, tworzenia wysadzin mrozowych jest zależna od wielu czynników, nie tylko od klimatu, ale także od ukształtowania gruntu i terenu oraz jego zagospodarowania. Wpływ ma także czas, przez jaki występują ujemne temperatury, ale także grubość warstwy śniegowej oraz czy zjawisko to w ogóle występuje. Gruba warstwa śniegu oraz roślinność opóźnia powstawanie zjawiska przemarzania gruntu. Istotny wpływ na głębokość przemarzania ma również rodzaj gleby. Istnieją tzw. grunty wysadzinowe, do których zalicza się torfy, piaski i lessy. Są to grunty drobnoziarniste, w których znajdują się duże ilości małych cząsteczek wody, które szybko zamarzają. Grunty glinowe, ze względu na wysokie zagęszczenie i duże cząstki o niewielkiej częstotliwości są mniej podatne na powstawanie zjawiska przemarzania, a co za tym idzie tworzenia wysadzin mrozowych. 

Jak powinny być posadowione fundamenty ze względu na strefy przemarzania?

Mapa przemarzania gruntu jest istotna dla projektowania budynku w celu określenia, na jakiej głębokości powinny zostać posadowione fundamenty oraz instalacja wodno-kanalizacyjna. Pomoże to uchronić budynek przez różnorodnymi uszkodzeniami, które mogą być spowodowane wysadzinami mrozowymi. Podczas spadku temperatury poniżej zera zamarzający grunt unosi budynek, wraz ze wzrostem temperatury, kiedy grunt zaczyna rozmarzać, powstaje zjawisko nierównomiernego osiadania fundamentów. 

Warto poznać normy budowlane, według których fundamenty oraz instalacja wodno-kanalizacja powinna znajdować się 20 cm poniżej wartości przemarzania znajdującej się w danej strefie. Głębokość posadowienia fundamentów powinna być ustalona zgodnie z mapą stref przemarzania w Polsce i jest zadaniem architekta, który już na etapie planowania musi wskazać odpowiednie wartości. Ma on obowiązek na etapie projektowania zapoznać się z warunkami geologicznymi danego obszaru i jego mapą przemarzania. Aby jednak posiadać pewność, jaka w danym obszarze występuje strefa przemarzania, można wykonać badania geotechniczne gruntu. Geotechnik, na miejscu budowy pomoże określić, czy dany grunt ma tendencje do tworzenia wysadzin mrozowych. Jednak o głębokości posadowienia fundamentów nie decyduje tylko strefa okresowego przemarzania. Ważne jest również jego użytkowanie, czy dom posiada podpiwniczenie, jaki jest poziom wód gruntowych, czy w pobliżu znajdują się budynki przyległe oraz na jakim poziomie znajdują się nośne grunty. 

Jak zapobiegać uszkodzeniom budynku i instalacji przez wysadziny mrozowe?

Podczas budowy domu czy innej inwestycji konieczne jest szczegółowe zapoznanie się z mapą przemarzania gruntu. Oczywiście w dużej mierze zadanie to należy do architekta, jednak warto mieć świadomość, w jakiej strefie przemarzania będzie znajdowała się nasza inwestycja. Wysadziny najczęściej występują w momencie wysokiego poziomu wód gruntowych oraz na gruncie złożonym z piasku, lessu lub torfu. Aby zapobiegać i nie martwić się kwestiami przemarzania, warto zastosować odpowiednio grube warstwy izolacji lub budować z ocieplonych płyt fundamentowych, posadowić budynek 20 cm poniżej strefy przemarzania oraz wybrać grunt niewrażliwy na przemarzanie np. gliny. Nie tylko fundamenty powinny znajdować się poniżej strefy przemarzania, ale także instalacja wodno-kanalizacyjna, czyli wszystkie rury, przyłącza oraz przewody zewnętrzne. Szamba oraz oczyszczalnie ścieków również są narażone na przemarzanie, dlatego powinny być posadowione głębiej niż ustalona strefa przemarzania. Konsekwencją niezastosowania się do zaleceń mogą być uszkodzenia i przemieszczania się fundamentów, rur i całej sieci wodno-kanalizacyjnej, ale także nieprawidłowy przepływ ścieków i wydostawanie się ich na zewnątrz. 

Stawiając budynek, nie warto samemu podejmować decyzji o zmianie posadowienia fundamentów i innych instalacji. Muszą być one podejmowane zawsze w porozumieniu z architektem i kierownikiem budowy. W przypadku badania geotechnicznego możliwe jest stwierdzenie, jaki rodzaj gruntu występuje na danym obszarze, jeżeli okaże się, że zalicza się do gruntów niewysadzinowych, fundamenty można posadowić płycej, na poziomie 50-60 cm, tak jak w przypadku dobrze ocieplonej płyty fundamentowej, która nie jest podatna na okresowe zjawisko przemarzania.

Sprawdź również:

Co to jest płyta fundamentowa

Koszt płyty fundamentowej

Zbrojenie płyty fundamentowej